RS20060281A - Postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, iz biomase - Google Patents

Postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, iz biomase

Info

Publication number
RS20060281A
RS20060281A YUP-2006/0281A YUP20060281A RS20060281A RS 20060281 A RS20060281 A RS 20060281A YU P20060281 A YUP20060281 A YU P20060281A RS 20060281 A RS20060281 A RS 20060281A
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
fermentation
alcohols
mixture
alcohol
hydrocarbons
Prior art date
Application number
YUP-2006/0281A
Other languages
English (en)
Inventor
Igor Golubkov
Original Assignee
Swedish Biofuels Ab.,
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Swedish Biofuels Ab., filed Critical Swedish Biofuels Ab.,
Publication of RS20060281A publication Critical patent/RS20060281A/sr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
    • C07C1/24—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms by elimination of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/17—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds
    • C07C29/177—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by hydrogenation of carbon-to-carbon double or triple bonds with simultaneous reduction of a carboxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
    • C07C45/50—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide by oxo-reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/49—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide
    • C07C45/50—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reaction with carbon monoxide by oxo-reactions
    • C07C45/505—Asymmetric hydroformylation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation
    • C07C5/03—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by hydrogenation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/14—Multiple stages of fermentation; Multiple types of microorganisms or re-use of microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54—Acetic acid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Postupak koji se može koristiti u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata biljnog porekla za proizvodnju C1-C5 alkohola i za sintezu viših alkohola, kao i drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik. Uzimajući u obzir da se C6 i viši alkoholi ne mogu dobiti direktnim biohemijskim putem, predlaže se njihova sinteza primenom poznatih hemijskih reakcija, pri čemu je sirovi materijal za sintezu biogas i niži C2-C5 alkoholi dobijeni inventivnim postupkom u kome se kao biokatalizator u stadijumu fermentacije koriste aminokiseline leucin, izoleucin i valin ili njihova smeša, izborno dobijene od autolizata kvasca. Takođe se predlaže primena otpadnog materijala iz proizvodnje C2-C5 alkohola za dobijanje biogasa. Postupak nudi rešenje sledećih problema: značajno povećanje prinosa C2-C5 alkohola u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata; povećanje za 1.5-2.0 puta produktivnosti fermentacije izraženo prema proizvodnji C2-C5 alkohola; iskorišćavanje otpadnog materijala koji sadrži prote ine za proizvodnju C2-C5 alkohola, da bi se dostigla najveća efikasnost iskorišćavanja biomase u proizvodnji viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i ugljovodonika.

Description

POSTUPAK ZA PROIZVODNJU UGLJOVODONIKA I JEDINJENJA KOJA SADRŽE
KISEONIK IZ BIOMASE
Oblast tehnike
Predstavljeni pronalazak generalno se odnosi na biohemijsku i hemijsku industriju, a tačnije na postupak koji se može primenjivati u fermentaciji podloga od ugljenih hidrata biljnog porekla za proizvodnju C1-C5alkohola, zatim za sintezu viših alkohola, drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik i ugljovodonika, kao i za proizvodnju komponenti motornog goriva iz biomase. S obzirom da se C6 i viši alkoholi, etri, acetali i viši ugljovodonici ne mogu dobiti direktnim biohemijskim putem, predloženo je da se ova jedinjenja sintetišu primenom poznatih hemijskih reakcija, u kojima sporedni proizvodi fermentacije predstavljaju sirovi materijal za pomenutu sintezu.
Osnova tehnike
Dobijanje alkohola i drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik fermentacijom ugljenih hidrata odavno je poznato [Brief Chemical Encvclopaedia, Moscow, 1967] i koristi se u industriji uglavnom za proizvodnju etanola. Međutim, čak i najnapredniji postupci za biohemijsku proizvodnju etanola omogućavaju konverziju samo oko polovine izvornog ugljenohidratnog supstrata u krajnji komercijalni alkohol. Preostali deo ugljenih hidrata koristi se za održavanje vitalnih funkcija mikroorganizama i prevodi se u ugljen dioksid. Kada se radi0alkoholima ili drugim jedinjenjima koja sadrže kiseonik, kao što su ketoni ili kiseline [H. G. Schlegel. Allgemeine Mikrobiologie, 1985], poznati biohemijski postupci omogućavaju konverziju sirovih materijala u krajnje proizvode u još manjoj meri. Značajan deo ugljenohidratnog supstrata u ovim postupcima prevodi se u sporedne proizvode. Dobijanje ugljovodonika pomoću biohemijskih postupaka takođe je odavno dobro poznato [H. G. Schlegel. Allgemeine Mikrobiologie, 1985]. Međutim, biogas dobijen fermentacijom otpada sa stočarskih farmi ili razlaganjem biomase od strane bakterija uglavnom sadrži metan.
Proizvodnja ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik iz sintetičkog gasa, koji potiče iz biomase, takođe se čini problematičnom. Trenutno ne postoji industrijski postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik primenom sintetičkog gasa dobijenog iz biomase. Sintetički gas dobijen iz uglja, nafte i prirodnog gasa industrijski se koristi za proizvodnju jedinjenja koja sadrže kiseonik [Reaction of hydroformylation, Kirk-Othmer Encvclopaedia, 3rd edition, v. 19, N. Y., 1982].
Ovi postupci se široko koriste u industriji za proizvodnju aldehida, alkohola i mnogih drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik koji potiču od pomenutih materijala. Postupci za proizvodnju ugljovodonika od sintetičkog gasa takođe su dobro poznati i koriste se u industriji [Fisher-Tropsch reaction, Kirk-Othmer Encvclopaedia, 3rd edition, v. 19, N. Y., 1982].
Međutim, ništa se ne zna o primeni sintetičkog gasa dobijenog iz bioloških sirovih materijala u ovim postupcima.
Postoje različiti postupci za povećanje proizvodnje etil alkohola, kao što je uvođenje novih tipova mikroorganizama, za koje je karakteristična veća brzina fermentacije i viši stepen iskorišćenja ugljenohidratnih supstrata, primenom kontinuiranih postupaka fermentacije ili postupaka ćelijske imobilizacije, ili efikasnom obradom novih i tradicionalnih tipova sirovog materijala, čime se obezbeđuje širenje opsega sirovih materijala i potpunija asimilacija komponenti sirovog materijala. Produktivnost postupka fermentacije u ovim postupcima može dostići do 10-15 litara etanola po kubnom metru zapremine fermentora na čas, a specifična brzina fermentacije može dostići do 2.5-3.0 litra etanola po 1 gramu biomase kvasca na čas, sa prinosom etanola iz fermentisanih ugljenih hidrata u masi do 49-50%
(teoretska vrednost je 51 %).
Ranija tehnika opisuje postupak za pripremanje sirovog materijala koji sadrži škrob iz zrna žitarica za alkoholnu fermentaciju (RU 2145354, C12P7/06, 1998). Ovaj postupak obuhvata čišćenje zrna od primesa, mešanje sa vodom, toplotni tretman, dodavanje enzima, kiseline i saharifikaciju. Posle čišćenja zrno se deli u brašnjavo jezgro i ljusku. Dodatna obrada sirovog materijala obavlja se u dve faze: brašnjavo jezgro se meša sa vodom da bi se dostiglo 19-21% masenih delova vlažnosti i termalno se tretira kontinuiranim presovanjem. Zatim, posle mešanja sa vodom, dodaju se amilolitički enzimi i kiselina u količini koja obezbeđuje optimalnu pH vrednost za određeni upotrebljeni enzim. Nakon toga sledi saharifikacija, a zatim se ljuska meša sa vodom do 21-23 masenih procenata vode i dodaje se najmanje 2 masena procenta alkalije. Ovaj materijal se zatim tretira termalno uz dodavanje kiseline u količini koja obezbeđuje optimalnu pH vrednost za određeni enzim koji je korišćen. Zatim se dodaju celulolitički enzimi i izvodi se saharifikacija. Zatim se obe faze spajaju i usmeravaju u fermentaciju.
Poznat je postupak za proizvodnju etil alkohola iz sirovog materijala zrna (RU 2127760, C12P7/06,1997). Ovaj postupak navodi sledeće korake: zrno se čisti od ljuske, izmrvi, pomeša sa tečnom frakcijom, tretira termalno, zatim se dodaju amilolitički enzimi koji vrše enzimsku hidrolizu škroba, masa se steriliše, hladi, dodaje se enzimski kompleks, a zatim sledi saharifikacija i hlađenje do fermentacione temperature. Dobijena smeša se destiliše da bi se dobio etil alkohol i destilacioni talog. Ukupna količina dobij enog destilacionog taloga podeljena je u dva toka, od kojih se jedan dalje deli u dva toka, od kojih se jedan preusmerava u stadijum termalne obrade zrna koje je odvojeno od ljuske, gde se koristi kao tečna faza u smeši sa vodom; drugi tok, 15-16 časova posle početka fermentacije, usmerava se u svaki od fermentora u kojima se vrši fermentacija mase na stadij umu fermentacije u posebnim tokovima u količini od 15-20% zapremine fermentacionog medijuma. Preostali tok destilacionog taloga se izvodi van postupka u smešu sa odvojenom ljuskom za primenu kao stočna hrana.
Nedostaci prethodno opisanih postupaka su njihova niska specifična brzina fermentacije (1.5-2.0 l/kg<*>h) i nizak prinos C3-C5alkohola. C3-C5alkoholi (patočno ulje) su sporedni proizvod pri proizvodnji etanola od sirovog biljnog materijala. Prinos C3-C5alkohola u proizvodnji etanola poznatim postupcima je 0.2-0.6%) etanola. U proizvodnji etanola sa kvalitetom koji se može koristiti za ishranu, C3-C5alkoholi su neželjene primese i potrebno ih je potpuno ukloniti rektifikacijom i prečišćavanjem. Sva tehnološka sredstva u postupku proizvodnje etanola sa kvalitetom koji se može koristiti u ishrani, počevši od pripreme sirovog materijala i završavajući sa rektifikacijom, imaju za cilj smanjivanje na najmanju meru formiranja patočnog ulja ili njegovo maksimalno uklanjanje.
Sakupljanje i čuvanje patočnog ulja za kasniju odgovarajuću obradu i primenu nije isplativo zbog njegovog niskog prinosa. Moderni postupci za korišćenje patočnog ulja predlažu ili njegovo spaljivanje u gorioniku u smeši sa mazutom (Klimovski D. I, Smirnov V. N. "Alcohol Technologv, Moscow, 1967) ili primenu patočnog ulja kao sirovog materijala za proizvodnju izoamil alkohola destilacijom u rektifikacionoj jedinici (Russian patent RU 2109724, C07C 31/125,1996). Nedavno, postupci za proizvodnju etanola sa kvalitetom koji se može koristiti kao gorivo, od ugljenih hidrata biljnog porekla dobili su veliki značaj. Postoje različiti poznati postupci za primenu proizvoda fermentacije ugljenohidratnih supstrata biljnog porekla: etil alkohol i C3-C5alkoholi kao komponente motornog goriva ili komponente motornih goriva za motore sa unutrašnjim sagorevanjem. U ovom slučaju etil alkohol se uglavnom koristi kao komponenta goriva, dok se C3-C5alkoholi koriste kao aditiv za podizanje oktanske vrednosti goriva, ili kao komponenta u hemijskoj sintezi za dobijanje dizel goriva (Ruski Patent 2155793, ClOLl/18, 2000 "High octane additive for obtaining automotive gasoline", Ruski Patent RU 2106391, C10L 1/18,1995 "Composition of hvdrocarbon fuel").
U smislu prethodnog, proizvodnja etil alkohola sa povećanim prinosom C3-C5alkohola obezbedila bi mogućnost proširenja opsega različitih tipova motornih goriva koja se proizvode obradom (preradom) "zelenog" ugljenohidratnog sirovog materijala. Ukupni prinos patočnog ulja koji se dobija u fermentaciji zavisi od kvaliteta ugljenohidratnog supstrata i postupka fermentacije i generalno je 0.2-0.6% apsolutnog etil alkohola.
Rezime pronalaska
Razvili smo novi postupak za dobijanje ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik od biomase ili proizvoda poreklom od biomase. Ovaj postupak se izvodi u nekoliko koraka i obuhvata takođe biosintezu metana, ugljen dioksida, acetaldehida, acetona, nižih Ci-C5alkohola i glicerina za proizvodnju nezasićenih ugljovodonika od pomenutih alkohola, dobijanje sintetičkog gasa, uključujući primenu metana i ugljen dioksida, interakciju nezasićenih ugljovodonika sa sintetičkim gasom, kondenzaciju dobij enih aldehida, hidrogenaciju dobijenih nezasićenih aldehida u alkohole i prevođenje zasićenih alkohola u zasićene ugljovodonike. Pored toga, aldehidi se mogu koristiti za dobijanje kiselina, koje se zatim prevode u estre. Aldehidi se takođe mogu koristiti za sintezu acetala. Alkoholi se takođe mogu prevesti u etre. Osim toga, C1-C5alkoholi i glicerin dobijeni u biosintezi mogu se prvo prevesti u aldehide, koji se zatim kondenzuju u više nezasićene aldehide, koji se zatim hidrogenizuju u više zasićene alkohole.
Predstavljeni pronalazak se odnosi na biohemijsku i hemijsku industriju i može se koristiti u postupcima za fermentaciju ugljenohidratnih supstrata biljnog porekla za proizvodnju C1-C5alkohola, za sintezu viših alkohola, drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik i ugljovodonika, kao i za proizvodnju komponenti motornog goriva od biomase.
S obzirom da se Cći viši alkoholi, etri, acetali i viši ugljovodonici ne mogu dobiti direktnim biohemijskim putem, predlaže se da se njihova sinteza vrši primenom poznatih hemijskih reakcija, u kojima su izvorni sirovi materijali za pomenutu sintezu sledeći: - Sintetički gas proizveden od ugljen dioksida dobijenog fermentacijom biomase i od metana dobijenog fermentacijom destilacionog taloga koji sadrži aminokiseline posle ekstrakcije alkohola i/ili od različitih proizvoda i otpadnih materijala dobijenih preradom biomase, uključujući preradu drveta, proizvodnju zrna ili proizvodnju biljnih ulja; -C1-C5alkoholi proizvedeni inventivnim postupkom primenom aminokiselina kao biokatalizatora u stadijumu fermentacije. Ove aminokiseline obuhvataju leucin, izoleucin, valin ili smešu aminokiselina ekstrahovanih iz autolizata kvasca posle odvajanja asparagina i amonijuma; - Glicerin proizveden inventivnim postupkom i/ili saponifikacijom masti. Predlaže se upotreba glicerina za proizvodnju viših ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik da bi se povećao stepen iskorišćenja obnovljivog sirovog materijala, uključujući tu i primenu u proizvodnji motornog goriva;
- Acetaldehid i aceton proizvedeni inventivnim postupkom.
Predlaže se upotreba ugljen dioksida ili smeše ugljen dioksida i kiseonika u postupcima oksidacije alkohola do aldehida i aldehida do masnih kiselina. Na stadijumu kondenzacije aldehida i da bi se povećao prinos viših ugljovodonika predlažemo da se pored aldehida koji su dobijeni od alkohola upotrebi i furfural dobijen hidrolizom sirovog materijala koji sadrži pentozan. Na stadijumu eterifikacije i da bi se povećao prinos viših estara predlažemo da se pored masnih kiselina, koje su dobijene od aldehida, koriste i C2-C6masne kiseline proizvedene biosintezom, kao i kiseline dobijene saponifikacijom masti i ekstrahovane iz talnog ulja. Da bi se povećao prinos viših estara takođe predlažemo upotrebu terpena na stadijumu eterifikacije.
Da bi se povećao stepen prevođenja biomase u sintezi ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik predlažemo proizvodnju metanola primenom ugljen dioksida koji je dobijen enzimatskom preradom biomase ili smeše ugljendioksida i kiseonika. Metanol koji je dobijen od ugljen dioksida zatim se usmerava u proizvodnju viših ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik.
Da bi se povećao stepen prevođenja biomase u sintezi ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik predlaže se upotreba ugljen dioksida koji je dobijen u enzimatskoj preradi biomase. Pored ugljen dioksida za pomenutu proizvodnju oksida ugljenika može se koristi otpad iz proizvodnje žita, prerade drveta, treset i lignin dobijen hidrolizom sirovog materijala koji sadrži celulozu.
Za proizvodnju sintetičkog gasa može se koristiti sirovi otpadni materijal iz proizvodnje žita, biljnih ulja, otpada prerade drveta, uključujući drvenu masu i drveni ugalj, kao1sporedne proizvode i otpadni materijal dobijen iz biosinteze C1-C5alkohola, biosinteze glicerina, acetaldehid, aceton, C2-C6kiseline i sporedne proizvode dobijene hemijskom preradom prethodno pomenutih jedinjenja koja sadrže kiseonik. Za proizvodnju sintetičkog gasa mogu se koristiti sledeći materijali: gasoviti i tečni proizvodi dobijeni pirolizom biomase, furfural, terpentin, kalofonijum, talno ulje, patočno ulje, biljna ulja i otpad dobijen preradom pomenutih proizvoda.
Takođe se predlaže upotreba oksida ugljenika dobijenog inventivnim postupkom iz stadijuma fermentacije ili od različitih tipova biomase, i vodonika, dobijenog iz vode poznatim postupcima, za proizvodnju sintetičkog gasa.
Predlaže se upotreba sintetičkog gasa koji je proizveden inventivnim postupkom za dobijanje ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik primenom Fisher-Tropsch postupka i pomoću postupaka koji su zasnovani na hidroformilaciji.
Naravno, inventivni postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik iz biomase ili proizvoda koji potiču od biomase omogućava primenu nekih izvornih jedinjenja ne-biološkog porekla. Na primer, za proizvodnju sintetičkog gasa zajedno sa ugljen dioksidom koji je dobijen biosintezom može se koristiti vodonik poreklom iz nafte, prirodnog gasa ili kamenog uglja. Međutim, najveći efekat se postiže kada su izvorna jedinjenja supstance koje potiču od obnovljivog sirovog materijala. Postoji mogućnost da se dobiju proizvodi koji su potrebni za vitalne aktivnosti ljudi od sirovih materijala koji se trenutno ne koriste u punoj meri, ali se neprekidno proizvode u prirodi, nasuprot nafti, gasu i uglju, čije se rezerve neprekidno smanjuju.
Predstavljeni pronalazak ima za cilj rešavanje sledećih problema:
- Povećanje prinosa C3-C5alkohola; - Povećanje specifične brzine fermentacije ugljenohidratnih supstrata; - Iskorišćavanje otpada koji sadrži proteine i koji nastaje u procesu proizvodnje alkohola; - Proizvodnja viših ugljovodonika koji sadrže kiseonik i ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju C4i više atoma ugljenika u molekulu, od biomase i primenom sirovog materijala koji je dobijen biohemijskim postupcima; - Upotreba u pomenutoj proizvodnji ugljen dioksida koji je dobijen biosintezom nižih alkohola, kiselina i ugljovodonika; glicerina koji je dobijen saponifikacijom masti; furfurala dobijenog hidrolizom sirovog materijala koji sadrži pentozan; masnih kiselina koje su dobijene biosintezom, saponifikacijom masti i ekstrahovane iz talnog ulja, smole i gasova dobijenih pirolizom drveta; - Povećanje stope direktnog iskorišćenja biomase za sintezu viših alkohola, drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik i viših ugljovodonika za proizvodnju motornog goriva od biomase.
Detaljan opis pronalaska
Inventivni postupak za fermentaciju ugljenohidratnih supstrata omogućava povećanje prinosa C3-C5alkohola do nivoa od 0.65-3.1% etil alkohola sa istovremenim povećanjem specifične brzine fermentacije ugljenohidratnih supstrata do 4.0 l/kg<*>h.
Ovo se postiže na sledeći način.
Tokom izvođenja alkoholne fermentacije neophodno je ugljenohidratnom supstratu dodati izvore mineralne ishrane, tj. soli koje sadrže azot i soli koje sadrže fosfor. Ovi aditivi su neophodni elementi ishrane kvasca i oni imaju ulogu u izgradnji biomase ćelija koje rastu u toku fermentacije.
Uobičajeno, koncentracija azota u podlozi je od 50 do 600 mg/l i zavisi od koncentracije ugljenih hidrata. U ranijoj tehnici, mineralne soli kao što su amonijumsulfat, amofos ili urea koristili su se kao azotna ishrana kvasca za izvođenje alkoholne fermentacije.
Pronalazači su otkrili da kvasac apsorbuje azot iz aminokiselina brže od azota iz mineralnih soli, koji određuje brzi razvoj kulture kvasca i veliku brzinu alkoholne fermentacije.
Za inventivni postupak za fermentaciju ugljenohidratnih podloga biljnog porekla karakteristična je primena aminokiselina leucina, izoleucina ili valina, ili njihove smeše kao komponente koja sadrži azot za pripremanje ugljenohidratnog supstrata u količini koja obezbeđuje sadržaj amino azota u supstratu od 120-420 mg/l. Za postupak je dalje karakteristična naknadna fermentacija ugljenih hidrata supstrata sa specifičnom brzinom alkoholne fermentacije do 4.0 l/kg/čas i sa prinosom C3-C5alkohola u količini od 0.65% do 3.1%o etil alkohola. Upotrebljeni ugljenohidratni supstrat je melasa od šećerne repe ili šećerne trske, kiselinski ili enzimski hidrolizat biljnog materijala koji sadrži škrob ili koji sadrži celulozu.
Kvasac za alkoholnu fermentaciju, dobijen fermentacijom ugljenih hidrata melase, kondenzovan je do sadržaja suve mase od 5-10%, ispran vodom u toku postupka kondenzacije i tretiran autolizom na 45-55°C u toku 24-48 časova. Dobijeni autolizat sa sadržajem amino azota od 3000-8000 mg/l koji sadrži aminokiseline valin, leucin i izoleucin koristi se kao izvor azotne ishrane za kvasac za fermentaciju ugljeno hidratnih supstrata.
Suspendovane supstance destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, dobijene fermentacijom biljnih materijala koji sadrže škrob mogu se kondenzovati do sadržaja suve supstance od 5-10%>, nakon čega sledi ili enzimatska hidroliza proteina destilacionog taloga bez alkohola na pH=2-pH=8 i na temperaturi od 30-60°C primenom proteolitičkih enzimatskih preparata, kao što su proteaze, uključujući egzopeptidaze: aminopeptid-alkohola u inventivnom postupku alkoholne fermentacije javilo se na pH=6.0 podloge i na 38°C (standardni uslovi alkoholne fermentacije pH 4.5-5.5; temperatura 28-34°C).
Nađeno je da prisustvo asparagina i amonijum jona u supstratu, pored aminokiselina valina, leucina i izoleucina, inhibira formiranje C3-C5alkohola. Druge aminokiseline ne inhibiraju proces formiranja C3-C5alkohola. Konstanta inhibicije za sistem leucin-amonijum sulfat je 750 mg/l, leucin-asparagin 730 mg/l, a valin-asparagin 650 mg/l.
Kada je korišćen aminokiselinski autolizat kvasca, maksimalni prinos C3-C5alkohola dostigao je 1.1-2.1% etanola, a kada je korišćen aminokiselinski proteinski hidrolizat sporednih produkata zrna žitarica iz destilerija, maksimalni prinos C3-C5alkohola bio je 0.65-0.8%o etanola. Relativno nizak prinos C3-C5alkohola, kada je korišćen autolizat kvasca ili hidrolizat proteina destilacionog taloga, jeste rezultat prisustva asparagina.
Otpadni materijal iz proizvodnje etil alkohola od ugljenohidratnih supstrata je: biomasa kvasca koji vrši fermentaciju alkohola, koja se povećava u toku postupka fermentacije; rastvorljive organske komponente supstrata koje ne podležu fermentaciji, kao što su pentozni šećer, organske kiseline, heksoza i etanolski ostaci; nerastvorljive proteinske komponente zrna žitarica, itd.
Postoje poznati postupci za iskorišćavanje pomenutog otpadnog materijala za proizvodnju pekarskog kvasca, proteinske stočne hrane i aminokiselinskih proizvoda.
Biomasa alkoholnog kvasca ili kvasca koji je dobijen aerobnom kultivacijom primenom organskih komponenti supstrata koje ne mogu da fermentišu može se koristiti za dobijanje aminokiselina poznatim postupcima autolize. Nerastvorljivi proteinski otpad iz proizvodnje etil alkohola takođe se može koristiti za dobijanje aminokiselina poznatim postupcima enzimatske ili kisele hidrolize proteina.
Ekstrakcija amonijaka i asparagina iz aminokiselinske smeše poznatim postupcima zamene jona može se koristiti u cilju povećanja prinosa C3-C5alkohola u pogledu etanola, kada se koristi autolizat ili hidrolizat kvasca, kao i kiseli ili enzimski hidrolizat destilacionog taloga kao azotna ishrana kvasca u postupku fermentacije ugljenohidratnog supstrata.
Ukupni sadržaj C3-C5alkohola povećava se od 0.8-2.1% do 2.2-2.95% etanola kada se koristi autolizat kvasca bez amonijaka i asparagina, ili hidrolizat kvasca i kiseli ili enzimski hidrolizat proteina destilacionog taloga kao azotna ishrana u postupku fermentacije ugljenohidratnog supstrata u proizvodnji etanola.
U postupku biosinteze acetona i glicerina predlaže se primena postupka koji je sličan postupku koji se koristi prema pronalasku u biosintezi etanola da bi se povećao prinos C3-C5alkohola, to jest na stadijumu pripreme ugljenihidratnog supstrata upotreba kao komponente koja sadrži azot aminokiselina leucina, izoleucina, valina ili smeša navedenih kiselina, uključujući one ekstrahovane iz kvasca ili proteina destilacionog taloga.
Da bi se povećao stepen prevođenja biomase u sintezi ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik predlaže se upotreba za biosintezu metana destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, koji sadrži višak aminokiselina proizvedenih autolizom ili hidrolizom kvasca. Metan bi trebalo da se dobije pod anaerobnim uslovima primenom bakterija koje proizvode metan.
Da bi se povećao prinos C1-C5alkohola predlaže se prerada glicerina, koji je dobijen biosintezom i saponifikacijom masti, u n-propanol. Da bi se povećao prinos viših alkohola predlaže se primena biljnih i životinjskih masti pored glicerina koji je dobijen kao rezultat biosinteze u preradi pomenutog glicerina u n-propanol hidrogenacijom. Postupak hidrogenacije smeše glicerina i biljnih i/ili životinjskih masti u smešu n-propil alkohola, viših C6-C20alkohola iC(,i viših ugljovodonika može se izvesti u prisustvu bakar-hrom, cink-hrom, nikl-hrom katalizatora na 300±100°C i pritisku od 10-30 MPa vodonika koji je dobijen iz biomase. Ovaj postupak se takođe može izvesti u prisustvu katalizatora koji sadrže plemenite metale, kao što su Pt, Pd, Re, Ru, Rh na 200±50°C i na pritisku od 5-20 MPa.
Predlaže se kondenzacija C1-C5alkohola koji su proizvedeni inventivnim postupkom u više alkohole, estre i kiseline. Kondenzacija se može izvesti na temperaturi od 100-400°C i pritisku od 0.1-10 MPa u prisustvu alkoholata alkalnih metala ili jakih alkalija.
Da bi se povećao stepen prevođenja biomase u sintezi ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik predlaže se upotreba ugljen dioksida, koji je dobijen enzimskom preradom biomase ili smeše ugljen dioksida i vodonika, za proizvodnju metanola. Takođe se predlaže upotreba vodonika koji je dobijen od biomase i/ili iz vode dobijene prilikom prerade alkohola koji su dobijeni biosintezom. Konverzija vode može se izvesti pomoću poznatih postupaka. Sinteza metanola primenom sirovih materijala koji potiču od biomase može se izvesti na temperaturi od 350-450°C u prisustvu ZnO-Cr203katalizatora ili na pritisku od 4-6 MPa i na temperaturi od 220-280°C u prisustvu CuO-ZnO-Al203(Cr203). Metanol koji je dobijen od ugljen dioksida zatim se usmerava u postupak za proizvodnju viših ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik.
Da bi se povećao stepen prevođenja biomase u sintezi ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik predlažemo upotrebu ugljen dioksida koji je dobijen u enzimatskoj preradi biomase za proizvodnju ugljen dioksida. Pored ugljen dioksida, za prethodno pomenutu proizvodnju mogu se koristiti gasoviti proizvodi pirolize biomase uključujući drvo, lignin, treset, čvrsti otpad iz proizvodnje zrna žitarica i prerade drveta, kao i lignin dobijen hidrolizom sirovog materijala koji sadrži celulozu. Ovaj postupak se može izvesti u generatorima industrijskog gasa sa ključajućim ili pseudo-tečnim slojem čvrstih čestica ili u generatorima gasa drugih tipova. Izvorni gas je smeša ugljen dioksida i kiseonika. Reakciona temperatura je 1000-1500°C. Ukoliko je potrebno, postupak proizvodnje ugljen dioksida može se izvesti na pritisku od 2-6 Mpa. Oksid ugljenika dobijen iz sirovog biološkog materijala kasnije se meša sa vodonikom koji je dobijen od biomase i/ili sa vodonikom koji je dobijen iz vode dobijene dehidratacijom alkohola dobijenih biosintezom ili od vode dobijene kondenzacijom aldehida koji su dobijeni od pomenutih alkohola. Prevođenje vode izvodi se poznatim postupcima. Ova gasovita smeša zatim se koristi za sintezu ugljovodonika, uključujući više alkohole, kao i drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik.
Za oksidaciju alkohola u aldehide predlaže se primena ugljen dioksida koji je dobijen u postupku biosinteze. Oksidacija alkohola u aldehide izvodi se na temperaturi od 450-650°C i pritisku od 0.05 MPa u prisustvu srebrnog katalizatora Ag-Al203. Nasuprot poznatim postupcima struja gasovite smeše C1-C5alkohola i ugljen dioksida zagrejana do 180-200°C usmerava se ka oksidaciji. Upotreba ove smeše pruža mogućnost upotrebe kiseonika ili smeše kiseonika i ugljen dioksida za oksidaciju. Predlažemo izvođenje kondenzacije aldehida, koji su dobijeni od nižih alkohola, sa furfuralom u alkalnom medijumu na 0-10°C. Dalje se predlaže hidrogenacija nezasićenih aldehida koji su dobijeni kondenzacijom kroton aldehida, koji su dobijeni oksidacijom nižih C1-C5alkohola, kao i takođe nezasićenih aldehida, dobijenih kondenzacijom furfurala sa nižim C1-C5aldehidima, vodonikom dobijenim od biomase i/ili vodonikom dobij enim iz vode koja je dobij ena oksidacijom alkohola ili kondenzacijom aldehida. Prevođenje vode izvodi se poznatim postupcima.
Za oksidaciju aldehida u masne kiseline predlažemo upotrebu ugljen dioksida koji je dobijen biosintezom. Oksidacija aldehida u masne kiseline izvodi se na temperaturi od 50-250°C i pritisku od 0.05-0.5 MPa u prisustvu mangan acetatnog katalizatora. Nasuprot poznatim postupcima struja gasovite smeše aldehida i ugljen dioksida zagrejana do 50-150°C podvrgava se oksidaciji. Upotreba pomenute smeše pruža mogućnost upotrebe kiseonika ili smeše kiseonika i ugljen dioksida za oksidaciju.
Za eterifikaciju masnih kiselina koje su dobijene inventivnim postupkom predlažemo primenu smeše C1-C5alkohola koji su proizvedeni inventivnim postupkom, ili upotrebu smeše nezasićenih C2-C5ugljovodonika dobijenih od pomenutih alkohola. Osim toga, da bi se povećao prinos viših estara predlažemo primenu na stadijumu eterifikacije masnih kiselina, koje su dobijene inventivnim postupkom, C2-C6masnih kiselina dobijenih biosintezom, kao i kiselina koje su dobijene saponifikacijom masti i ekstrahovane iz talnog ulja. Predlažemo izvođenje eterifikacije u gasovitoj fazi na temperaturi od 100-200°C i pritisku od 0.5-2.5 MPa u prisustvu sulfokatjonit katalizatora ili u tečnoj fazi na temperaturi od 50-200°C i pritisku od 0.1-0.5 MPa u prisustvu neorganskih kiselina kao katalizatora.
Za dobijanje acetala i ketala predlaže se upotreba acetaldehida, acetona, glicerina i smeše C3-C5alkohola koji su proizvedeni inventivnim postupkom, acetaldehida dobijenog oksidacijom etanola proizvedenog biohemijskim postupkom, kao i formaldehida dobijenog oksidacijom metanola sintetisanog od ugljen dioksida proizvedenog biohemijskim postupkom. Predlaže se izvođenje postupka proizvodnje acetala i ketala u tečnoj fazi na temperaturi od 0-50°C i pritisku od 0.1-0.5 MPa primenom hlorovodonične ili sumporne kiseline ili soli ovih kiselina kao katalizatora.
Za proizvodnju otpadnog sintetičkog gasa iz proizvodnje zrna žitarica, mogu se koristiti biljna ulja, prerada drveta, uključujući proizvodnju drvene mase i proizvodnju drvenog uglja, kao i sporedni proizvodi i otpadni materijal dobijen biosintezom C1-C5alkohola, glicerin, acetaldehid, aceton, C2-C6kiseline i sporedni proizvodi i otpadni materijal dobijen hemijskom preradom prethodno pomenutih jedinjenja koja sadrže kiseonik. Za proizvodnju sintetičkog gasa takođe se predlaže primena biogasa dobijenog fermentacijom različitih tipova biomase i ugljen dioksida dobijenog na stadijumu fermentacije iste proizvodnje ili ugljen dioksida dobijenog biosintezom drugih bioproizvoda. Za proizvodnju sintetičkog gasa, pored ugljen dioksida koji je dobijen biosintezom, takođe je moguća primena gasova i smola dobijenih pirolizom drveta, furfurala, terpentina, kalofonijuma, talnog ulja, patočnog ulja, biljnih ulja i otpada iz proizvodnje prethodno pomenutih proizvoda. Postupak proizvodnje sintetičkog gasa izvodi se na temperaturi od 800-1100°C i pritisku od 0.1-3 MPa u prisustvu AI2O3podržanog NiO katalizatora ili na 1450-1550°C i pritisku od 2-10 MPa bez katalizatora. Predlaže se upotreba sintetičkog gasa koji je dobijen inventivnim postupkom za proizvodnju ugljenih hidrata i jedinjenja koja sadrže kiseonik primenom Fisher-Tropsch postupka i primenom postupaka koji su zasnovani na reakciji hidroformilacije.
Predlaže se izvođenje proizvodnje ugljovodonika primenom Fisher-Tropsch postupka od sintetičkog gasa, koji je dobijen inventivnim postupkom, na temperaturi od 200-350°C i pritisku od 2.0-2.5 MPa u prisustvu fero katalizatora uz pomoć oksida alkalnih metala ili na 170-200°C i pritisku od 0.1-1.0 MPa u prisustvu kobalt-torijum-magnezijum katalizatora. Postupak proizvodnje jedinjenja koja sadrže kiseonik primenom Fisher-Tropsch postupka od sintetičkog gasa dobijenog našim inventivnim postupkom trebalo bi izvoditi na temperaturi od 180-250°C i pritisku od 1.0-3.5 MPa u prisustvu gvožđe-bakar katalizatora uz pomoć oksida aluminij uma, kalcijuma, cinka, magnezijuma i alkalnih sredstava, kao što su jedinjenja alkalnih metala, koja kada se rastvore u vodi proizvode alkalnu reakciju.
Za proizvodnju nezasićenih ugljovodonika, koji se kasnije podvrgavaju hidroformilaciji ili alkilaciji, predlaže se dehidratacija smeše C2-C5alkohola, koji su dobijeni biosintezom, i/ili glicerina, kao i glicerina koji je dobijen saponifikacijom masti. Dehidratacija se izvodi na temperaturi od 200-400°C i pritisku od 0.1-3 MPa u prisustvu AI2O3katalizatora. Smeša alkohola i/ili glicerina takođe može biti dehidrirana zagrevanjem sa sumpornom kiselinom.
Predlaže se alkilacija nezasićenih ugljovodonika koji su dobijeni dehidratacijom nižih C2-C5alkohola primenom izobutana i izopentana dobijenih od odgovarajućih izo alkohola, kao i takođe primenom terpena, koji su prethodno zagrejani do temperature od 200±50°C. Rezultat alkilacije, koja se izvodi na 0-10° i pritisku od 0.5-1 MPa u prisustvu 90-100% sumporne kiseline kao katalizatora, predstavlja dobijanje smeše C6-C15ugljovodonika. Alkilacija se takođe može izvesti u prisustvu AICI3katalizatora na temperaturi od 50-60°C i pritisku od 1-2 MPa.
Predlaže se izvođenje postupka hidroformilacije nezasićenih ugljovodonika koji su dobijeni dehidratacijom nižih C2-C5alkohola primenom sintetičkog gasa, dobijenog od biomase, na temperaturi od 160±20°C i pritisku od 30±10 MPa u prisustvu kobalt karbonil katalizatora ili na temperaturi od 175±25°C i pritisku od 7.5±2.5 MPa u prisustvu kobalt katalizatora modifikovanog fosfornim jedinjenj ima; ili na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa u prisustvu kobalt-rodijum katalizatora.
Predlaže se hidrogenacija aldehida, koji su dobijeni hidroformilacijom nezasićenih ugljovodonika, i/ili akroleina, dobijenog dehidratacijom glicerina u zasićene alkohole, vodonikom dobij enim od biomase i/ili vodonikom proizvedenim iz vode dobijene dehidratacijom alkohola dobijenih biosintezom. Prevođenje vode izvodi se primenom poznatih postupaka. Predlaže se hidrogenacija zasićenih i nezasićenih aldehida u zasićene alkohole na temperaturi od 50-150°C i pritisku od 1-2 MPa u prisustvu AI2O3podržanih NiO katalizatora ili na temperaturi od 200-250°C i pritisku od 5-20 MPa u prisustvu CuO-C^C^ katalizatora.
Prema tome, inventivni postupak za proizvodnju viših ugljovodonika, uključujući jedinjenja koja sadrže kiseonik, od biomase obezbeđuje rešenje sledećih problema: - Proizvodnja viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju četiri i više atoma ugljenika u molekulu, od biomase primenom sirovog materijala dobijenog biohemijskim postupcima; - Značajno povećanje prinosa C3-C5alkohola u postupku njihove biosinteze fermentacijom ugljenohidratnih supstrata; - Povećanje za 1.5-2.0 puta produktivnosti fermentacionog stadijuma za tehnologiju proizvodnje C1-C5alkohola; - Iskorišćavanje otpadnog materijala koji sadrži proteine i drugih bioloških komponenti destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola u okviru tehnologije za proizvodnju C1-C5alkohola, uključujući tu i namenu u proizvodnji metana; - Upotreba u proizvodnji ugljovodonika, uključujući jedinjenja koja sadrže kiseonik, ugljen dioksida dobijenog biosintezom C1-C5alkohola, kao takođe i ugljen dioksida dobijenog biosintezom nižih ugljovodonika; - Upotreba u proizvodnji ugljovodonika, uključujući jedinjenja koja sadrže kiseonik, masti, glicerina dobijenog saponifikacijom masti, furfurala dobijenog hidrolizom sirovog materijala koji sadrži pentozan, C2-C6masnih kiselina dobijenih biosintezom, kiselina dobijenih saponifikacijom masti i ekstrahovanih iz talnog ulja, smola, terpentina, kalofonijuma i talnog ulja dobijenog preradom drveta; - Povećanje stope direktne upotrebe biomase za sintezu viših alkohola i drugih jedinjenja koja sadrže kiseonik, a takođe i viših ugljovodonika; - Upotreba ugljovodonika, uključujući jedinjenja koja sadrže kiseonik, dobijenih od biomase primenom inventivnog postupka kao komponente za motorna goriva.
Pronalazak je dalje ilustrovan sledećim primerima koji nisu ograničavajući i u kojima je prikazana izvodljivost inventivnog postupka.
PRTMER 1
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimatska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zymajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škrobnog zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz pšeničnog zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimatske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselina leucin u količini od 4000 mg/l (amino azot 420 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti od 6.0.
Brzina fermentacija bila je 3.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacija bila je 8.9% po zapremini, a koncentracija izopentanola bila je 2300 mg/l ili 3.1% zapremine etanola.
PREV1ER 2
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna), a u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0; 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimatske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, i aminokiselina valin u količini od 3000 mg/l (amino azot 360 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti od 6.0.
Brzina fermentacija bila je 2.8 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacija bila je 8.9%o po zapremini, a koncentracija izobutanola bila je 1810 mg/l ili 2.5% zapremine etanola.
PRJMER 3
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%.. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, i aminokiselina izoleucin u količini od 4000 mg/l (amino azot 420 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti od 6.0. Brzina fermentacija bila je 3.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije dostigla je 8.9%, koncentracija izopentanola bila je 2120 mg/l ili 2.8% zapremine etanola.
PRJMER 4
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0 ; 60°C, potrošnja 0. 8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat je dodat superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, aminokiselina leucin dodata je u količini od 1000 mg/l, aminokiselina izoleucin u količini od 1000 mg/l, a aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l. Početna biomasa kvascaS. cerevisiaedodata je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH=6.0.
Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola 1290 mg/l, a koncentracija izobutanola 910 mg/l, ili ukupni sadržaj C4-C5alkohola bio je 3% zapremine etanola.
PRIMER 5
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i tečni autolizat alkoholnog kvasca u količini od 50 ml/l (amino azot 320 mg). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaedodata je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti od 6.0. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 480 mg/l, a koncentracija izobutanola je bila 270 mg/l. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 1.1% zapremine etanola.
PRIMER 6
Melasa od šećerne repe sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5, zatim je dodat autolizat alkoholnog kvasca u količini od 50 ml/l (350 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 3.8 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.6 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 490 mg/l, koncentracija izobutanola bila je 290 mg/l, a ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 1.1% zapremine etanola, dok je koncentracija biomase alkoholnog kvasca bila 6.2 g/l.
Alkoholni kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom i ispran vodom. Dobijeni kvasac je upotrebljen za pripremanje suspenzije sa sadržajem suve supstance od 12%. Autoliza kvasca je izvedena i suspenzija je ostavljena da odstoji u termostatu na temperaturi od 48°C u trajanju od 36 časova. Sadržaj amino azota u dobijenom autolizatu bio je 7000 mg/l, a količina dobijenog autolizata bila je 55 ml/l medijuma. Dobijeni autolizat je upotrebljen za pripremanje izvornog medijuma za fermentaciju supstrata melase.
PRIMER 7
Melasa šećerne trske sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5 i zatim je autolizat alkoholnog kvasca dodat u količini od 60 ml/l (370 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 470 mg/l, koncentracija izobutanola bila je 290 mg/l, a ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 1.2% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su uklonjene destilacijom iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. U kašu bez alkohola (destilacioni talog) dodati su azotne i fosforne mineralne soli i izvršena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije, dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 15 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i tretiran autolizom kao što je opisano u Primeru 6. Sadržaj amino azota u dobijenom autolizatu bio je 6500 mg/l, količina autolizata bila je 125 mg/l medijuma. Dobijeni autolizat upotrebljen je za pripremanje izvornog medijuma za fermentaciju supstrata melase.
PRIMER 8
Melasa šećerne repe sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5, zatim su dodati kiseli hidrolizat kvasca u količini od 120 ml/l (350 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 3.4 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 460 mg/l, koncentracija izobutanola bila je 290 mg/l, a ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 1.2% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su uklonjeni destilacijom iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. U kašu bez alkohola (destilacioni talog) dodati su azotne i fosforne mineralne soli i izvršena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije, dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 15 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i pripremljena je suspenzija biomase sa sadržajem suve supstance od 6%. Hidroliza suspenzije izvedena je u prisustvu 4N HC1 na 100°C u trajanju od 12 časova. Sadržaj amino azota u dobijenom hidrolizatu bio je 3100 mg/l, količina hidrolizata bila je 240 ml/l medijuma. Dobijeni kiseli hidrolizat upotrebljen je za pripremanje izvornog medijuma za fermentaciju supstrata melase.
PRIMER 9
Isečeno drvo omorike (biljni materijal koji sadrži celulozu) tretirano je kiselom hidrolizom na temperaturi od 180°C, uz koncentraciju sumporne kiseline od 0.5%, odnosom vode prema drvetu od 12:1 i u trajanju od 1.5 čas. Hidrolizat drveta je neutralizovan krečom do pH vrednosti od 4.5, i odvojen od ostataka lignina i gipsa. U dobijeni ugljenohidratni supstrat, sa koncentracijom heksoznog šećera od 3.2% i koncentracijom pentoznog šećera od 0.8%, dodat je superfosfat u količini od P205120 mg/l, autolizat kvasca u količini od 40 ml/l supstrata (120 mg/l amino azota) i 5 g/l početne biomase kvascaS. cerevisiae.Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 3.7 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 1.5 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 170 mg/l, koncentracija izobutanola bila je 90 mg/l i ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.1% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su uklonjeni destilacijom iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Azotne i fosforne mineralne soli su dodate u destilacioni talog bez alkohola koji sadrži pentozu i izvršena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 6 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i pripremljena je suspenzija sa sadržajem suve supstance od 12%>. Izvršena je autoliza kvasca tretiranjem suspenzije u termostatu na 48°C u trajanju od 36 časova. Sadržaj amino azota u dobijenom autolizatu bio je 7100 mg/l, količina autolizata bila je 50 ml/l medijuma. Dobijeni autolizat je upotrebljen za fermentaciju hidrolizata drveta.
PRIMER 10
Isečeno drvo omorike (biljni materijal koji sadrži celulozu) tretiran je kiselom hidrolizom na temperaturi od 180°C, uz koncentraciju sumporne kiseline od 0.5%, odnos vode prema drvetu od 12:1 i u trajanju od 1.5 čas. Hidrolizat drveta je neutralizovan krečom do pH vrednosti = 4.5, odvojen od ostataka lignina i gipsa. U dobijeni ugljenohidratni supstrat, sa koncentracijom heksoznih i pentoznih šećera od 3.2% i 0.8%, redom, dodati su: superfosfat u količini P2O5od 120 mg/l, autolizat kvasca, prečišćen od amonijaka i asparagina primenom poznatih postupaka izmene jona, u količini od 40 ml/l supstrata (120 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 1.5 zapreminskih %, koncentracije izopentanola i izobutanola bile su 210 mg/l i 120 mg/l, redom. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.9% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su uklonjene destilacijom iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Azotne i fosforne mineralne soli su dodate u destilacioni talog bez alkohola koji sadrži pentozu i izvedena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 6 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i zatim je pripremljena suspenzija biomase sa sadržajem suve supstance od 12%. Autoliza kvasca je postignuta ostavljanjem suspenzije da odstoji na temperaturi od 48°C u toku 36 časova. Koncentracija amino azota u dobijenom autolizatu bila je 8000 mg/l, količina dobijenog autolizata bila je 50 ml/l medijuma. Tako dobijeni aminokiselinski autolizat tretiran je izmenom jona da bi se ekstrahovao azot iz amonijaka i asparagina; nakon čega je smeša aminokiselina bez azota iz asparagina i amonijaka upotrebljena kao azotna ishrana za fermentaciju hidrolizata drveta.
PRIMER 11
Isečeno drvo omorike (biljni materijal koji sadrži celulozu) upotrebljeno je zajedno sa biomasom kvasca u odnosu od 50:1 i tretirano kiselom hidrolizom na temperaturi od 180°C, uz koncentraciju sumporne kiseline od 0.5%, odnos vode i drveta od 12:1 i u trajanju od 1.5 čas. Hidrolizat je zatim neutralizovan krečom do pH = 4.5, odvojen od ostataka lignina i gipsa. U dobijeni ugljenohidratni supstrat sa koncentracijom heksoznih i pentoznih šećera od 3.2% i 0.8% redom, zatim je dodat superfosfat u količini od P2Os=120 mg/l.
Sadržaj amino azota u supstratu koji je dobijen hidrolizom proteina kvasca bio je 130 mg/l. Zatim je biomasa kvascaS. cerevisiaezasejana u hidrolizat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH = 5.5. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 1.5 zapreminskih % vol, koncentracije izopentanola i izobutanola bile su 140 mg/l i 80 mg/l, redom. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 1.8%o zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Azotne i fosforne mineralne soli su dodate u destilacioni talog bez alkohola koji sadrži pentozu i izvedena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije, dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 6 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i sušen. Prinos biomase kvasca izražen kao potrošeno drvo bio je 48 g/kg. Dobijena biomasa kvasca upotrebljena je za kiselu hidrolizu drveta.
Ugljen dioksid dobijen biosintezom alkohola mešan je sa kiseonikom i preusmeren u generator gasa. Usitnjeni lignin koji je dobijen hidrolizom drveta dodat je u isti generator gasa istovremeno sa izvornim gasom. U toku usitnjavanja lignin je dodat sa smolom, koja je dobijena pirolizom drveta, kalofonijuma i otpada dobijenog prilikom prerade terpentina, talnog ulja, patočnog i biljnog ulja.
Postupak proizvodnje ugljen dioksida izveden je na temperaturi od 1000-1500°C.
Tako dobijeni oksidi ugljenika iz biološkog sirovog materijala pomešani su sa vodonikom koji je dobijen elektrolizom vode. Ova gasovita smeša je zatim upotrebljena za sintezu viših alkohola na osnovu reakcije hidroformilacije, kao i za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik primenom Fisher-Tropsch postupka.
Dobijanje ugljovodonika primenom Fisher-Tropsch postupka izvedeno je na sledeći način.
Sintetički gas dobijen inventivnim postupkom sa proporcijom komponenti CO: H2=l : 0.75 na temperaturi od 190-230°C i pritisku od 2-2.5 MPa usmeren je kroz reaktor napunjen katalizatorom, koji sadrži sledeće: 97% Fe304+ 2.5% A1203+ 0.5% K20. Prinos proizvoda po 1 m<3>bio je sledeći: tečnost 140-150 g + gas 30-40 g. Gas je sadržao C1-C4ugljovodonike; tečnost je uklanjana kuvanjem u intervalu na 30-400°C. 40-50% tečnosti predstavljaju ugljovodonici koji ne sadrže kiseonik i 50-60% tečnosti predstavljaju jedinjenja koja sadrže kiseonik, sa preovlađujućim Cči višim alkoholima. Postupak se takođe može izvesti na temperaturi od 180-220°C i pritisku od 2.5-3 MPa u prisustvu katalizatora koji sadrži Fe:Cu=10:l uz pomoć oksida aluminijuma, kalcijuma, cinka, magnezijuma, mangana i alkalnih sredstava. Ovi parametri postupka omogućavaju upotrebu sintetičkog gasa koji je dobijen inventivnim postupkom i koji ima odnos komponenti CO:H2=l:1.25. U ovom slučaju, prinos proizvoda po 1 m<3>je: tečnost 160-170 g + gas 20-30 g.
PRIMER 12
Melasa šećerne repe koja ima koncentraciju saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5 i dodat je kiseli hidrolizat kvasca posle jonske izmene u količini od 120 ml/l (360 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 3.6 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %; koncentracije izopentanola i izobutanola bile su 1000 mg/l i 490 mg/l, redom. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.2% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Azotne i fosforne mineralne soli su dodate u kašu bez alkohola (destilacioni talog) i izvedena je aerobna kultivacija kvascaCandida tropicalis.Kao rezultat kultivacije dobijena je suspenzija kvasca sa koncentracijom biomase od 15 g/l. Kvasac je odvojen iz tečne kulture filtracijom, ispran vodom i tretiran autolizom i pripremljena je suspenzija biomase sa koncentracijom suve supstance od 6%. Hidroliza suspenzije izvedena je sa 4N HC1 na 100°C u trajanju od 12 časova. Sadržaj amino azota u dobijenom hidrolizatu bio je 3100 mg/l, sadržaj azota iz amonijaka bio je 420 mg/l, količina hidrolizata bila je 240 ml/l medijuma. Dobijeni kiseli hidrolizat je tretiran jonskom izmenom na katjonskom izmenjivaču da bi se ekstrahovao azot iz amonijaka. Dobijena smeša aminokiselina bez azota iz asparagina i amonijaka upotrebljena je za pripremanje izvornog medijuma za fermentaciju supstrata melase.
Otpadni materijal dobijen kiselom hidrolizom biomase, koji je ekstrahovan posle kultivacije kvasca, pomešan je sa ostatkom aminokiselina koji je preostao posle pripreme izvornog medijuma za fermentaciju supstrata melase, razblažen sa tečnošću kulture do koncentracije 50 g/l i usmeren u rezervoar za metan, koji sadrži bakterijuMethanobacterium thermoautotropicumkoja proizvodi metan, za proizvodnju metana. Proizvodnja metana u obliku biogasa izvedena je pod strogim anaerobnim uslovima. Produktivnost rezervoara za metan bila je 11 metana po 2 1 hranljive podloge na 24 časa. Tako dobijeni biogas upotrebljen je kao osnova za proizvodnju sintetičkog gasa.
PRIMER 13
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su zatim dodati superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, aminokiselina leucin u količini od 2000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l (sadržaj amino azota od 390 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaedodata je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 1250 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 910 mg/l. Ukupni sadržaj C4-C5alkohola bio je 2.95% zapremine etanola. Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije.
Ugljen dioksid koji je dobijen biosintezom alkohola pomešan je sa metanom koji je dobijen biosintezom i iz toka vode, i usmeren je u reaktor za proizvodnju sintetičkog gasa. Prevođenje izvorne smeše izvedeno je u prisustvu NiO- AI2O3katalizatora na 830-850°C. Tako dobijena gasovita smeša imala je sledeći sastav: C02-4.8 zapreminskih %; CO-24.7 zapreminskih %; H2-68.0 zapreminskih %>; CH4-2.5 zapreminskih %. Zatim je prevedeni gas ohlađen, komprimovan do 5 MPa i usmeren za sintezu metanola.
Sinteza metanola izvedena je na 5 MPa i temperaturi od 230-260°C u prisustvu CuO-ZnO-Al203(Cr203) katalizatora. Metanol koji je dobijen od ugljen dioksida zatim je usmeren u postupke za proizvodnju viših ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik.
U sledećem postupku za dobijanje sintetičkog gasa koristili smo, pored ugljen dioksida koji je dobijen u biosintezi, gasove i smole dobijene pirolizom drveta, otpadni materijal furfurala, terpentin, kalofonijum i patočno ulje. Postupak za dobijanje sintetičkog gasa izveden je na temperaturi od 800-1100°C i pritisku od 0.1-3 MPa u prisustvu AI2O3uz pomoć NiO katalizatora. Tako je dobijena gasovita smeša sledećeg sastava: C02-4.2-4.6 zapreminskih %; CO-41.5-32.7 zapreminskih %; H2-44.8-53.3 zapreminskih %; CH4- 5.5-5.7 zapreminskih %; N2-3.3-4.7 zapreminskih %. Zatim je prevedeni gas ohlađen i usmeren u proizvodnju ugljovodonika primenom Fisher-Tropsch postupka. Postupak je izveden na sledeći način. Sintetički gas koji je dobijen inventivnim postupkom i koji ima sledeći odnos komponenti CO:H2= 1:1.1-1.7 na 220-330°C i pritisku od 2.3-2.5 MPa usmeren je kroz reaktor napunjen legurom gvožđa uz pomoć oksida (AI2O3, K20, MgO) kao katalizatora. Prinos proizvoda po 1 m bio je 170-180 g. Dobijeni proizvod bio je sastavljen od olefina i parafina, destilacioni opseg tečnosti bio je 30-400°C, tečnost je sadržala 96% ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik i 4% jedinjenja koja sadrže kiseonik, od kojih su 50% C4i viši alkoholi.
Postupak se takođe može izvesti na tenperaturi od 170-200°C i pritisku od 0.1-1.0 MPa u prisustvu kobalt-torijum-magnezijum katalizatora. Parametri ovog postupka omogućavaju primenu sintetičkog gasa koji je dobijen inventivnim postupkom i koji ima odnos komponenti CO:H2=l:1.5. Prinos proizvoda u procesu je 170-175 g po 1 m<3>. Dobijeni proizvod sadržao je olefme i parafine, tečnost je destilovana u intervalu od 30-400°C, 99% tečnosti bili su ugljovodonici koji ne sadrže kiseonik i 1% jedinjenja koja sadrže kiseonik, od kojih su 70% bili C,-C,0alkoholi.
Za proizvodnju sintetičkog gasa pored ugljen dioksida dobijenog biosintezom, koristili smo prirodni gas koji uglavnom sadrži metan. Prevođenje izvorne smeše je izvedeno u prisustvu NiO-Al203katalizatora na 830-850°C. Prema tome, dobijena je gasovita smeša slična po sastavu sintetičkom gasu dobijenom prevođenjem biološkog sirovog materijala čiji je sastav sledeći: C02-4.5 zapreminskih %; CO-22.9 zapreminskih %; H2-70.1 zapreminskih %; CH4-2.4 zapreminskih %; SO2+SO3-O.I zapreminskih %. Međutim, prisustvo sumpornih oksida u smeši zahteva dodatno prečišćavanje sintetičkog gasa pre njegovog dopremanja do katalizatora. Pošto su sumporni oksidi ekstrahovani iz gasovite smeše, prevedeni gas je sabijen u kompresoru do 5 MPa i usmeren u sintezu metanola. Sinteza metanola je izvedena na pritisku od 5 MPa i temperaturi od 230-260°C u prisustvu CuO-ZnO-Al203(Cr203) katalizatora. Metanol koji je dobijen od biohemijskog ugljen dioksida je zatim usmeren ka sintezi viših ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, uključujući takođe eterifikaciju nezasićenih i zasićenih C8-C24kiselina koje su dobijene saponifikacijom masti i ekstrahovane iz talnog ulja.
PRIMER 14
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA.
Koncentracija ugljenih hidrata u supstratu kao rezultat enzimske hidrolize bila je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2Osod 200 mg/l, aminokiselina leucin u količini od 1000 mg/l, aminokiselina izoleucin u količini od 1000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l (sadržaj amino azota od 390 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuneta je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 6.0.
Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 1290 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 910 mg/l. Ukupni sadržaj C4-C5alkohola bio je 3% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije.
Etanol je odvojen od C3-C5alkohola i drugih isparljivih komponenti i dehidriran u prisustvu AI2O3na 300±100°C. Tako dobijen etilen pomešan je sa sintetičkim gasom, koji potiče od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l i usmeren je u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa. Tako dobijeni aldehid propionske kiseline u reaktoru usmeren je u reaktor koji sadrži Ni katalizator i hidrogenisan na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa u n-propil alkoholu vodonikom koji je dobijen od biomase. Osim toga, aldehid propionske kiseline može biti kondenzovan do izoheksen aldehida, uz kasniju hidrogenaciju u izoheksanol u prisustvu Ni katalizatora vodonikom koji je dobijen od biomase.
Osim toga, etilen je takođe telomerizovan sa metanolom na 150±20°C i pritisku od 73 MPa u prisustvu tercbutil peroksida, koji je upotrebljen za započinjanje reakcije, da bi se dobila smeša jedinjenja koja sadrže kiseonik koja se uglavnom sastoji od C3-Ci2alkohola normalne strukture.
PRIMER 15
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zymajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Koncentracija ugljenih hidrata u supstratu kao rezultat enzimske hidrolize bila je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja omogućava sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga u količini od 70 ml/l (360 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti od 6.0.
Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 260 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 140 mg/l. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 0.8% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije.
Suspendovane supstance destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, dobijene fermentacijom ugljenih hidrata proizvedenih hidrolizom škroba kondenzovane su do sadržaja suve supstance od 5-10%. Nakon toga izvršena je enzimatska hidroliza proteina destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, primenom u prvom stadijumu endopeptidaze Pepsin 2000 FlP-U/g, EC 3.4.23.1 (pH=2, 36°C; potrošnja 0.5 g po 1 kg suve supstance destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola) i u drugom stadijumu egzopeptidaze Aminopeptidaze K EC 3.4.11 (pH=8, 36°C, potrošnja 0.1 g po 1 kg suve supstance destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola). Tako dobijeni aminokiselinski hidrolizat sa koncentracijom amino azota od 2000-6000 mg/l upotrebljen je kao azotna ishrana kvasca u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata.
Propil i izopropil alkoholi su odvojeni od C2-C5alkohola i drugih isparljivih komponenti i dehidriram sa Al203katalizatorom na 300±50°C. Propilen dobijen dehidratacijom pomešan je sa sintetičkim gasom, koji je proizveden od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l :1, a zatim usmeren u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa. Butil i izobutil aldehidi dobijeni u reaktoru prebačeni su u reaktor sa Ni katalizatorom, gde su hidrogenisani na temperaturi od 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa, primenom vodonika koji je dobijen od biomase, u butil i izobutil alkohole.
Osim toga, butil aldehid može prvo biti kondenzovan u izookten aldehide i hidrogenisan sa Ni-katalizatorom vodonikom koji je dobijen od biomase u izooktanole.
Propilen je mešan sa oksidima ugljenika, dobijenim od ugljen dioksida koji je dobijen u stadijumu biosinteze alkohola, a takođe i sa vodom u odnosu od 1: 3: 2 u prisustvu složenog katalizatora koji sadrži feropentakarbonil, vodu i trietilamin na 100±10°C i pritisku od 1-2 MPa da bi se dobio n-butil alkohol.
PRIMER 16
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0. 8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Koncentracija ugljenih hidrata u supstratu kao rezultat enzimske hidrolize bila je 16%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen kiselom hidrolizom proteina destilacionog taloga, u količini od 70 ml/l (360 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH vrednosti 6.0. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 240 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 140 mg/l. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 0.65%> zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaša) posle fermentacije.
Suspendovane supstance destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, dobijene fermentacijom ugljenih hidrata proizvedenih hidrolizom škroba, kondenzovane su do sadržaja suve supstance od 5-10%. Dodata je sumporna kiselina u količini koja obezbeđuje koncentraciju H2SO4od 0.2%. Nakon toga, izvršena je kisela hidroliza proteina destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola na 90°C. Tako dobijeni aminokiselinski hidrolizat koji ima koncentraciju amino azota od 2000-6000 mg/l upotrebljen je kao azotna ishrana kvasca u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata.
Smeša butil alkohola pripremljena je od C2-C5alkohola i drugih isparljivih komponenti i dehidrirana u prisustvu A1203katalizatora na 250±50°C. Izobutilen koji je dobijen dehidratacijom pomešan je sa sintetičkim gasom koji je dobijen od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l i usmeren je u reaktor sa kobaltnim katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 160±20°C i pritisku od 30±10 MPa. Tako dobijena smeša amil aldehida usmerena je u reaktor sa Ni katalizatorom i hidrogenisana na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa vodonikom koji je proizveden od biomase, da bi se dobila smeša amil alkohola.
Osim toga, amil aldehidi mogu se prvo kondenzovati u izodecen aldehide, koje se zatim hidrogenišu u izodekanole u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika koji je proizveden od biomase.
PRIMER 17
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu bila je 16%. U supstrat su dodati superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga prečišćenog od amonijaka i asparagina poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 100 ml/l (400 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na temperaturi od 38°C i pH vrednosti 6.0. Brzina fermentacije bila je 3.6 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 920 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 480 mg/l. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola dostigao je 2.3% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije.
Suspendovane supstance destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, dobijene fermentacijom ugljenih hidrata dobijenih hidrolizom škroba, kondenzovane su do sadržaja suve supstance od 5-10%. Nakon toga izvršena je enzimska hidroliza proteina destilacionog taloga primenom u prvom stadijumu endopeptidaze Papain 30000USP-U/g, EC 3.4.22.2 (pH=5.5, 60°C; potrošnja 0.1 g po 1 kg suve supstance destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola) i u drugom stadijumu egzopeptidaze Karboksipeptidaze A EC 3.4.17.1 (pH=7.5, 30°C, potrošnja 0.25 g po 1 kg suve supstance destilacionog taloga posle ekstrakcije alkohola); tako dobijeni aminokiselinski hidrolizat sa koncentracijom amino azota od 2000-6000 mg/l tretiran je jonskom izmenom da bi se ekstrahovao azot iz amonijaka i asparagina; nakon toga, smeša aminokiselina bez azota iz asparagina i amonijaka upotrebljena je kao azotna ishrana kvasca u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata.
Smeša amil alkohola je odvojena od C2-C5alkohola i drugih isparljivih komponenti i dehidrirana na temperaturi od 250±50°C u prisustvu AI2O3katalizatora. Smeša pentena dobijena dehidratacijom pomešana je sa sintetičkim gasom koji je dobijen od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l i usmerena u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa. Tako dobijeni heksil aldehidi u reaktoru usmereni su u reaktor sa Ni katalizatorom i hidrogenisani na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa, primenom vodonika koji je proizveden od biomase, da bi se dobila smeša heksil alkohola.
Osim toga, heksil aldehidi mogu prvo da budu kondenzovani u izododecen aldehide, a zatim se izvodi hidrogenacija u izododekanole u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika proizvedenog od biomase.
PRIMER 18
Melasa šećerne trske sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5, a zatim je dodat aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen kiselom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, prečišćen od amonijaka i asparagina poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 90 ml/l (370 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija C2-C5alkohola na kraju fermentacije bila je 8.95 zapreminskih %, uključujući 0.2 zapreminskih % C3-C5alkohola, koji čine do 2.2% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi zatim su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije.
Suspendovane supstance destilacionog taloga bez alkohola, dobijene fermentacijom ugljenih hidrata dobijenih hidrolizom škroba, kondenzovane su do sadržaja suve supstance od 5-10%). Dodata je hlorovodonična kiselina u količini koja obezbeđuje koncentraciju HC1 od 0.5%. kisela hidroliza proteina destilacionog taloga, posle ekstrakcije alkohola, izvedena je na 40°C; tako dobijeni aminokiselinski hidrolizat koji ima koncentraciju amino azota 2000-6000 mg/l tretiran je jonskom izmenom da bi se ekstrahovao azot iz amonijaka i asparagina; nakon toga, smeša aminokiselina bez azota iz amonijaka i asparagina upotrebljena je kao azotna ishrana kvasca u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata.
Smeša C2-C5alkohola dobijenih fermentacijom melase dehidrirana je u prisustvu AI2O3katalizatora na 300±100°C.
Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika dobijenih dehidratacijom mešana je sa sintetičkim gasom koji je dobijen od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l i usmerena je u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa. Smeša C3-C6aldehida dobijena je u reakciji hidroformilacije. Propionski aldehid je zatim ekstrahovan iz smeše C3-C6aldehida i hidrogenisan na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa u n-propanol u prisustvu Ni katalizatora vodonikom obnovljivog porekla. Propanol je vraćen u stadijum dehidratacije C2-Csalkohola. Smeša C4-C6aldehida prvo je kondenzovana do smeše nezasićenih Cg-C^ aldehida, koja je zatim hidrogenisana u prisustvu Ni katalizatora u smešu zasićenih Cg-Ci2alkohola vodonikom koji je dobijen od obnovljivog sirovog materijala. Cg alkoholi su ekstrahovani iz smeše Cg-C^ alkohola i dehidriram na 250±50°C u prisustvu AI2O3u izooktan, nakon čega sledi hidrogenacija u smešu izooktana vodonikom koji je dobijen od obnovljivog sirovog materijala.
Osim toga, ukupna smeša C3-C6aldehida, dobijena u reakciji hidroformilacije, može biti prvo kondenzovana u smešu nezasićenih C6-C12aldehida, koji se zatim hidrogenišu sa Ni katalizatorom vodonikom obnovljivog porekla u smešu zasićenih C6-C12alkohola izo-strukture.
Zasićeni C6-C12alkoholi zatim se dehidriraju sa Al203na temperaturi od 250±50°C u smešu nezasićenih C6-C12ugljovodonika. Nezasićeni C6-C]2ugljovodonici koji su dobijeni dehidratacijom sa Ni katalizatorom primenom H2obnovljivog porekla su hidrogenisani u smešu zasićenih C6-C12ugljovodonika izo-strukture.
Osim toga, u prisustvu katalizatora (metalnih halogenida) na 20-100°C ili na 200±50°C bez katalizatora, zasićeni C6-C12ugljovodonici mogu biti kondenzovani sa C1-C3aldehidima u smešu nezasićenih C7-C15alkohola, pri čemu se ovi alkoholi zatim hidrogenišu u prisustvu Ni katalizatora primenom obnovljivog vodonika u smešu zasićenih C6-C12alkohola izo-strukture.
PRIMER 19
Melasa šećerne repe sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18%, zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti 5.5 i zatim je dodat autolizat alkoholnog kvasca u količini od 50 ml/l (350 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH vrednosti 5.5. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija C2-C5alkohola na kraju fermentacije bila je 8.85 zapreminskih %, uključujući 0.1 % C3-C5alkohola, što je 1.1% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom melase dehidratisana je sa AI2O3katalizatorom na temperaturi od 300±100°C.
Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika koji su dobijeni dehidratacijom mešana je sa sintetičkim gasom koji je dobijen od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l i usmerena u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisak na 2±1 MPa. U reakciji hidroformilacije dobijena je smeša C3-C6aldehida. Propionski aldehid je ekstrahovan iz smeše C3-C6aldehida i hidrogenisan na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa u propanol u prisustvu Ni katalizatora primenom H2obnovljivog porekla. Propanol je vraćen u stadij um dehidratacije C2-C5alkohola. N-butil aldehid je ekstrahovan iz pomenute smeše aldehida i kondenzovan do 2-etil heksinala, koji je zatim hidrogenisan sa Ni katalizatorom primenom vodonika obnovljivog porekla u 2-etilheksanol.
Osim toga, C5aldehidi izo-strukture mogu biti ekstrahovani iz smeše C4-C6aldehida i konvertovani u odgovarajuće amilene, koji u interakciji sa metanolom formiraju izoamilmetil estre. Preostala smeša C4-C6aldehida je kondenzovana u nezasićene CVC12 aldehide izo-strukture, koji se zatim hidrogenizuju u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika obnovljivog porekla u smešu C8-C12alkohola. Tako dobijeni Cg-Ci2 alkoholi mogu biti dehidriram sa AI2O3i zatim hidrogenizovani u prisustvu Ni katalizatora na 250±50°C primenom vodonika obnovljivog porekla u odgovarajuće zasićene Cs- Cn ugljovodonike izo-strukture.
PRIMER 20
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u masenom odnosu 1:10 i zagrejano do 80°C i održavano na toj temperaturi 10 minuta, nakon čega je temperatura dignuta do 100°C i smeša je ostavljena da odstoji još 30 minuta. Tako pripremljen supstrat podvrgnut je sterilizaciji u autoklavu na 150°C u trajanju od 60 minuta, nakon čega je supstrat ohlađen do 37°C. Kao rezultat prekomernog kuvanja brašna, koncentracija škroba u supstratu dostigla je oko 6%. U supstrat su dodati: aminokiselina leucin u količini od 750 mg/l i aminokiselina valin u količini od 560 mg/l (sadržaj amino azota od 150 mg/l). Početna biomasa bakterijeClostridium acetobutylicumuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 37°C i pH=5.5. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija alkohola na kraju fermentacije bila je 1.85 zapreminskih %, uključujući 0.22 zapreminskih % etanola, 0.01 zapreminskih % izopropanola, 0.03 zapreminskih % izobutanola, 1.54 zapreminskih % n-butanola, 0.05 zapreminskih % izopentanola i koncentracija acetona na kraju fermentacije bila je 0.9 zapreminskih %.
Smeša C2-C5alkohola i acetona dobijena fermentacijom škroba, posle odvajanja acetona, dehidratisana sa A1203katalizatorom na 300±100°C. Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika koja je dobijena dehidratacijom pomešana je sa sintetičkim gasom, koji potiče od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l, a zatim je usmerena u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru održavana je na 90±10°C i pritisak na 2±1 MPa.
Smeša C3-C6aldehida dobijena je u reakciji hidroformilacije. Smeša C3-C6aldehida sa dodatim acetonom hidrogenisana je na 150±50°C i pritisku 5±1 MPa sa Ni-katalizatorom primenom vodonika koji je dobijen fermentacijom, do smeše odgovarajućih C3-C6alkohola. C3-C4alkoholi su ekstrahovani iz pomenute smeše i vraćeni u stadijum dehidratacije.
Preostali C5-C6alkoholi, koji imaju izo-strukturu, dehidratisani su u odgovarajuće nezasićene ugljovodonike i, posle interakcije sa metanolom, prevedeni su u izoamilmetil i izoamilkaprilmetil estre. Pri tome je metanol koji je korišćen u postupku dobijen od ugljen dioksida dobijenog u drugom stadijumu OF fermentacije i biogas je dobijen preradom fermentacionog otpadnog materijala.
Preostali C5-C6alkoholi normalne strukture su dehidratisani u odgovarajuće C10-C12etre.
PRIMER 21
Izmrvljeno zrno kukuruza pomešano je sa vodom zagrejanom do 80°C u masenom odnosu od 1:10 i održavano na ovoj temperaturi 10 minuta, nakon čega je temperatura dignuta do 100°C i smeša je ostavljena da odstoji 30 minuta. Tako pripremljeni supstrat podvrgnut je sterilizaciji u autoklavu na 150°C u trajanju od 60 minuta, nakon čega je supstrat ohlađen do 38°C. Kao rezultat prekomernog kuvanja brašna koncentracija škroba u supstratu dostigla je oko 6%. U supstrat su dodati kiseli hidrolizati kvasca, posle ekstrakcije amonijaka poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 120 ml/l (360 mg/l amino azota). Početna biomasa bakterijaClostridium butylicumiClostridium acetobutylicum(1:4) uvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 37°C i pH=5.5. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija alkohola na kraju fermentacije bila je 2.0 zapreminskih %, uključujući 0.22 zapreminskih % etanola, 0.15 zapreminskih % izopropanola, 0.02 zapreminskih % izobutanola, 1.58 zapreminskih % n-butanola, 0.03 zapreminskih % izopentanola i koncentracija acetona na kraju fermentacije bila je 0.95 zapreminskih %.
Smeša C2-C5alkohola i acetona dobijena fermentacijom škroba je, posle odvajanja acetona, dehidratisana sa AI2O3katalizatorom na 300±100°C. Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika dobijena dehidratacijom pomešana je sa sintetičkim gasom, koji potiče od biogasa i koji ima odnos od CO:H2=l:l, i usmerena je u reaktor sa kobaltnim katalizatorom koji je modifikovan fosfornim jedinjenjima. Temperatura u reaktoru održavana je na 175±25°C i pritisku od 7.5±2.5 MPa.
U reakciji hidroformilacije dobijena je smeša C3-C6aldehida. C4i C5aldehidi normalne strukture odvojeni su iz pomenute smeše. Preostali C3-C6aldehidi sa dodatim acetonom hidrogenisani su na 150±50°C i pritisku od 5±1 MPa u prisustvu Ni-katalizatora primenom vodonika koji je dobijen fermentacijom do smeše odgovarajućih C3-C6alkohola. C5-C6alkoholi su ekstrahovani iz pomenute smeše; to su alkoholi izo strukture.
Ovi alkoholi su dehidratisani u odgovarajuće nezasićene ugljovodonike i, posle interakcije sa metanolom, prevedeni su u izoamilmetil i izoamilkapril-metil etre. Metanol koji je korišćen u postupku je dobijen od ugljen dioksida koji je dobijen na stadijumu fermentacije i biogas je dobijen preradom fermentacionog otpadnog materijala.
C4-C5aldehidi normalne strukture kondenzovani su u nezasićene Cg-Cioaldehide, koji su zatim hidrogenisani na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika koji je dobijen fermentacijom u zasićene Cg-Ci0alkohole.
PRIMER 22
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize koncentracija ugljenih hidrata u supstratu bila je 16%. U supstrat su dodati superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, aminokiselina leucin u količini od 2000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l (sadržaj amino azota od 390 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH vrednosti 6.0. Brzina fermentacija bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.8 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 1250 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 910 mg/l, ukupni sadržaj C4-C5alkohola bio je 2.95% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola, dobijena fermentacijom škroba, oksidovana je u prisustvu srebrnog katalizatora na temperaturi od 450-550°C primenom smeše kiseonika i ugljen dioksida, koji je dobijen biosintezom C2-C5alkohola, da bi se dobila smeša C2-C5aldehida. C2-C5aldehidi koji su dobijeni oksidacijom kondenzovani su u nezasićene C4-C15aldehide, koji su hidrogenisani u prisustvu bakarnog katalizatora u smešu zasićenih C4-C15aldehida. C4-C5aldehidi su ekstrahovani iz pomenute smeše i vraćeni u stadijum kondenzacije, a C6-C15aldehidi su upotrebljeni za ekstrakciju pojedinačnih aldehida ili hidrogenisani u prisustvu Ni-katalizatora u smešu zasićenih C6-C15alkohola. Smeša zasićenih C6-C15alkohola može pomoću dehidratacije i hidrogenacije da se prevede u smešu zasićenih ugljovodonika. Osim toga, i zasićeni i nezasićeni C6-Ci5aldehidi mogu biti oksidovani u odgovarajuće kiseline. Za oksidaciju aldehida u masne kiseline koristili smo ugljen dioksid iz postupka biosinteze. Oksidacija aldehida u masne kiseline izvedena je u prisustvu mangan acetatnog katalizatora u tečnoj fazi i na 50-150°C i pritisku od 0.05 MPa ili u gasovitoj fazi na 150-250°C i pritisku od 0.5 MPa. Nasuprot poznatim postupcima, za oksidaciju je dopremana struja gasovite smeše aldehida i ugljen dioksida koja je zagrejana do 50-150°C. Primena pomenute smeše pruža mogućnost upotrebe za oksidaciju kiseonika ili smeše kiseonika i ugljen dioksida.
PRIMER 23
Isečeno drvo omorike (biljni materijal koji sadrži celulozu) tretirano je kiselom hidrolizom na 180°C, sa koncentracijom sumporne kiseline od 0.5%, odnosom vode prema drvetu od 12:1, u trajanju od 1.5 čas. Hidrolizat drveta je neutralizovan krečom do pH=4.5, a zatim odvojen od ostataka lignina i gipsa. U tako dobijeni ugljenohidratni supstrat, koji ima koncentraciju heksoznog šećera od 3.2% i koncentraciju pentoznog šećera od 0.8%, dodati su superfosfat u količini od P2O5od 120 mg/l, autolizat kvasca, koji je prethodno prečišćen od amonijaka i asparagina poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 45 ml/l supstrata (135 mg/l amino azota) i 5 g/l početne biomase kvascaS. cerevisiae.Fermentacije je izvedena na 38°C i pH=6. Brzina fermentacije je bila 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 1.5 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 210 mg/l, koncentracija izobutanola bila je 130 mg/l i ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.95% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola dobijena fermentacijom heksoznih šećera oksidovana je na 450-550°C u prisustvu srebrnog katalizatora primenom smeše kiseonika i ugljen dioksida, koji je dobijen biosintezom C2-C5alkohola, da bi se dobila smeša C2-C5aldehida. C2-C5aldehidi koji su dobijeni oksidacijom kondenzovani su u prisustvu 0.5%> rastvora natrijumhidroksida na 0°C sa furfuralom. Dobijena smeša nezasićenih aldehida zatim je hidrogenisana u prisustvu bakar hromnog katalizatora na 100±50°C i pritisku od 0.1-5 MPa u smešu alkohola koji sadrže furil. Alkoholi koji sadrže furil zatim su hidrogenisani na temperaturi od 100±50°C i pritisku od 5-10 MPa u prisustvu nikl katalizatora u smešu zasićenih alkohola koji sadrže tetrahidrofuranske prstenove.
PRIMER 24
Isečeni krompiri pomešani su sa vodom u odnosu 1:1. Enzimska hidroliza škroba iz krompira postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zymajunt-340C (pH 6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz krompira) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH 5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz krompira). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 8.0%. U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5=200 mg/l, aminokiselina leucin u količini od 1000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 750 mg/l (sadržaj amino azota od 195 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacija bila je 4.3 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 630 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 460 mg/l. Ukupni sadržaj C4-C5alkohola bio je 3.0% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola dobijena fermentacijom dehidratisana je na 300±100°C u prisustvu AI2O3katalizatora. Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika koja je dobijena dehidratacijom pomešana je sa sintetičkim gasom, koji potiče od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l, a zatim je usmerena u reaktor koji sadrži kobaltni katalizator modifikovan fosfornim jedinjenjima. Temperatura u reaktoru je 175±25°C i pritisak 7.5±2.5 MPa. Kao rezultat reakcije hidroformilacije dobijena je smeša C3-CĆaldehida. Smeša C3-C6aldehida je hidrogenisana u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika koji je proizveden od obnovljivog sirovog materijala u smešu C3-C6alkohola, koji su zatim vraćeni u stadijum dehidratacije.
Postupak je ponavljan sve dok se u smeši aldehida ne pojave Cg aldehidi. Pošto su se u smeši aldehida pojavili C%aldehidi, postupak se može izvesti na dva načina. Prema prvom načinu Cg aldehidi se ekstrahuju i kondenzuju u nezasićene Ci6aldehide i zatim se hidrogenizuju do zasićenih Ci6alkohola, koji se, ukoliko je potrebno, dalje prerađuju u zasićene Ci6ugljovodonike. Prema drugom načinu, ekstrahovani Cg aldehidi mogu se direktno hirdrogenizovati u prisustvu Ni katalizatora primenom obnovljivog vodonika u smešu Cg alkohola, koji se zatim prevode u smešu Cg ugljovodonika.
PRIMER 25
Isečeni krompiri pomešani su sa vodom u odnosu 1:1. Enzimska hidroliza škroba iz krompira postignuta je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zymajunt-340C (pH=6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz krompira) i u drugom stadijumu glikoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0, 60°C, potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu je dostigla 8.0%. U supstrat su dodavani: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5=200 mg/l i kiseli hidrolizat kvasca, tretiran jonskom izmenom uklanjanjem asparaginskih i amonijum soli, u količini od 130 ml/l (390 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 4.4 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 560 mg/l i koncentracija izobutanola bila je 340 mg/l. Ukupni sadržaj C3-C5alkohola dostigao je 2.65% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom dehidratisana je na 300±100°C u prisustvu AI2O3katalizatora. Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika koja je dobijena dehidratacijom pomešana je sa sintetičkim gasom, koji potiče od biogasa i koji ima odnos CO:H2=l:l, a zatim je usmerena u reaktor koji sadrži kobaltni katalizator modifikovan fosfornim jedinjenjima. Temperatura u reaktoru je bila 175±25°C i pritisak je bio 7.5±2.5 MPa. Kao rezultat reakcije hidroformilacije dobijena je smeša C3-C6aldehida. Smeša C3-C6aldehida je hidrogenisana u prisustvu Ni katalizatora primenom obnovljivog vodonika u smešu C3-C6alkohola, koji su zatim vraćeni u stadijum dehidratacije.
Ovaj postupak je ponavljan sve dok seC%aldehidi nisu pojavili u smeši aldehida. Nakon toga, Cg aldehidi su kondenzovani u nezasićene Ci6aldehide i zatim hidrogenisani u zasićene Ci6alkohole. Zasićeni Ci6alkoholi su oksidovani na 200-300°C u prisustvu srebrnog katalizatora primenom smeše kiseonika i ugljen dioksida, koji je dobijen biosintezom C2-C5alkohola, da bi se dobila smeša nezasićenih Ci6kiselina. Dobijena smeša nezasićenih C]6kiselina je eterifikovana metanolom u prisustvu kiselog katalizatora u smešu metil estara nezasićenih C16kiselina. Metil estri nezasićenih Ciekiselina zatim su hidrogenisani na tenperaturi od 125-200<C>C primenom obnovljivog vodonika u prisustvu Ni ili Cu katalizatora u smešu metil estara zasićenih Cj6kiselina.
PRIMER 26
Melasa šećerne repe sa koncentracijom saharoze od 46% razblažena je vodom do koncentracije saharoze od 18% i zakišeljena sumpornom kiselinom do pH vrednosti=5.5. Zatim, dodati su sledeći sastojci: kiseli hidrolizat kvasca, koji je oslobođen asparagina i amonijum soli jonskom izmenom, u količini od 120 ml/l (360 mg/l amino azota) i početna biomasa kvascaS. cerevisiaeu količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=5.5. Brzina fermentacije bila je 3.6 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %>, koncentracija izopentanola bila je 1000 mg/l, izobutanola 490 mg/l i ukupni sadržaj C3-C5alkohola dostigao je 2.2% zapremine etanola.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Smeša C2-C5alkohola dobijena fermentacijom melase dehidratisana je primenom AI2O3katalizatora na 300±100°C.
Smeša nezasićenih C2-C5ugljovodonika koja j dobijena dehidratacijom mešana je sa sintetičkim gasom koji je dobijen od biogasa i koji ima odnos CO:H2=T:l i usmerena je u reaktor sa kobalt-rodijum katalizatorom. Temperatura u reaktoru je održavana na 90±10°C i pritisku od 2±1 MPa. Kao rezultat reakcije hidroformilacije dobijena je smeša C3-Cćaldehida. Propionski aldehid je ekstrahovan iz smeše C3-C6aldehida i hidrogenisan u propanol u prisustvu Ni katalizatora primenom vodonika obnovljivog porekla. Propanol je zatim vraćen u stadijum dehidratacije C2-C5alkohola. Smeša C4-C6aldehida je prvo kondenzovana u smešu nezasićenih Cg-Ci2aldehida, koja je zatim hidrogenisana primenom obnovljivog vodonika u prisustvu Ni katalizatora u smešu zasićenih Cg-Ci2alkohola. Cg alkoholi su ekstrahovani iz smeše Cg-Ci2alkohola i zatim dehidratisani u prisustvu AI2O3na temperaturi od 200±25°C u izooktane, koji su zatim hidrogenisani primenom obnovljivog vodonika u prisustvu Ni katalizatora u smešu izooktana.
Osim toga, cela smeša C3-C6aldehida dobijena u reakciji hidroformilacije je prvo kondenzovana u smešu nezasićenih C6-C12aldehida, koji su zatim hidrogenisani primenom obnovljivog vodonika u prisustvu Ni katalizatora u smešu zasićenih C6-C12alkohola izo-strukture. Zasićeni C6-C12alkoholi su zatim dehidratisani u prisustvu AI2O3na 250±50°C u smešu nezasićenih C(,- Cu ugljovodonika. Nezasićeni C6-C12ugljovodonici, koji su dobijeni dehidratacijom, pomešani su sa metanolom, koji je dobijen od ugljen dioksida dobijenog biosintezom C2-C5alkohola, i prerađeni na 200±100°C i pritisku od 0.110 kPa primenom oksida ugljenika, koji su dobijeni od ugljen dioksida dobijenog biosintezom C2-C5alkohola, u prisustvu gvožđe, nikl, kobalt ili rodijum karbonila uz pomoć derivata halogena. Prema tome, dobijeni su C6-C12metil estri zasićenih kiselina.
PRIMER 27
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5, 90°C, potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati natrijum hidrosulfit u količini koja obezbeđuje sadržaj od 3-4% Na2HS03, superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l, aminokiselina leucin u količini od 2000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l (sadržaj amino azota od 390 mg/l). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l.
Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija glicerina na kraju fermentacije bila je 3.0 zapreminskih %, koncentracija etanola je bila 4.4 zapreminskih %, koncentracija acetaldehida bila je 2.2 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 0.15 zapreminskih % i koncentracija izobutanola je bila 0.11 zapreminskih %>.
C2-C5alkoholi su izdestilovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Ovi alkoholi mogu se preraditi u više ugljovodonike kao što je opisano u prethodnim primerima. Glicerin i acetaldehid su zatim ekstrahovani iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije i acetilovani na 0-50°C i pritisku od 0.1-0.5 MPa u prisustvu hlorovodonične kiseline ili cinkhlorida kao katalizatora, da bi se dobio 1,2-glicerinacetal acetaldehid (2-metil-4-oksimezil-l,3-dioksan). 1,2-glicerinacetal acetaldehid može se koristiti kao komponenta za motorna goriva.
PRIMER 28
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodavani natrijum hidrosulfit u količini koja obezbeđuje sadržaj Na2HS03od 3-4%, superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, koji je prethodno prečišćen od amonijaka i asparagina poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 100 ml/l (400 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija glicerina na kraju fermentacije bila je 3.1 zapreminskih %, koncentracija etanola bila je 4.5 zapreminskih %>, koncentracija acetaldehida bila je 2.4 zapreminskih %, koncentracija izopentanola bila je 0.12 zapreminskih % i koncentracija izobutanola 0.06 zapreminskih %.
C2-C5alkoholi su izdestilovani i acetaldehid je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Nakon toga, glicerin je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije i pomešan sa biljnim i/ili životinjskim mastima. Ova smeša je hidrogenisana u prisustvu bakar-hrom, cink-hrom, nikl-hrom katalizatora na 300±100°C i pritisku od 10-30 MPa u smešu n-propil alkohola, viših C6-C20alkohola iC(,i viših ugljovodonika. Hidrogenizacija je izvedena korišćenjem vodonika koji je dobijen od biomase i/ili biohemijskim postupkom u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata i/ili od vode koja je dobijena preradom alkohola proizvedenih biosintezom. Prevođenje vode izvedeno je primenom poznatih postupaka. Smeša glicerina i biljnih i/ili životinjskih masti takođe se može hidrogenizovati u prisustvu katalizatora koji sadrže plemenite metale, na primer Pt, Pd, Re, Ru, Rh na 200±50°C i pritisku od 5-20 MPa.
PRIMER 29
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu od 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0. 8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati natrijum hidrosulfit u količini koja obezbeđuje sadržaj Na2HS03od 3-4%, superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola i prečišćen od amonijaka i asparagina primenom poznatih postupaka jonske izmene, u količini od 90 ml/l (370 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0.
Brzina fermentacije je bila 3.5 l/g<*>h, koncentracija glicerina na kraju fermentacije bila je 3.2 zapreminskih %, koncentracija etanola 4.3 zapreminskih %, koncentracija acetaldehida 2.4 zapreminskih % i koncentracija C3-C5alkohola 0.2 zapreminskih %.
C2-C5alkoholi su izdestilovani i acetaldehid je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Nakon toga, glicerin je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije i pomešan sa glicerinom koji je dobijen saponifikacijom masti; dobijena smeša je dehidrirana u prisustvu AI2O3katalizatora na 350±50°C. Akrolein koji je dobijen dehidratacijom glicerina usmeren je u reaktor koji sadrži Ni katalizator i hidrogenziovan na 100±10°C i pritisku 1-2 MPa u n-propil alkohol primenom vodonika koji je dobijen iz biomase i/ili dobijen fermentacijom ugljenohidratnih supstrata i/ili dobijen iz vode, dobijen preradom alkohola dobijenih biosintezom. Prevođenje vode izvedeno je poznatim postupcima.
Tako dobijen N-propil alkohol spojen je sa C2-C5alkoholima koji su dobijeni biosintezom; tako dobijena smeša nižih C2-C5alkohola kondenzovana je da bi se dobila smeša C4-C15alkohola, C2-C5masnih kiselina i C4-C10estara. Postupak kondenzacije nižih C2-C5alkohola izveden je na 150±50°C i pritisku od 0.1-0.5 MPa u prisustvu natrijum alkoholata i Ni-Cr203kao katalizatora. Natrijum alkoholati za ovu reakciju su pripremljeni od natrijumhidroksida direktno u postupku kondenzacije. Da bi se povećao prinos proizvoda kondenzacije voda koja je dobijena u reakciji je ekstrahovana u obliku azeotropne smeše sa nekondenzovanim alkoholima. C2-C5masne kiseline odvojene su od C4-C]5alkohola i C4-C10estara i eterifikovane u prisustvu kiselog katalizatora primenom smeše terpena u smešu terpenskih estara masnih C2-C5kiselina. Nekondenzovani C2-C5alkoholi su dehidratisani u prisustvu AI2O3katalizatora na 300±50°C i mešani sa terpenima, pri čemu su terpeni prethodno zagrejani do 200±50C u prisustvu platine. Kao rezultat alkilacije, koja je izvedena na temperaturi od 0-10°C i pritisku 0.5-1 MPa primenom kao katalizatora 90-100% sumporne kiseline, dobijena je smeša C12-C15ugljovodonika. Postupak alkilacije takođe se može izvesti u prisustvu AICI3katalizatora na 50-60°C i pritiska 1-2 MPa. Terpenski estri i viši ugljovodonici dobijeni od terpena, niži C2-C5alkoholi i C2-C5masne kiseline zatim su upotrebljeni kao komponente za motorna goriva.
PRIMER 30
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozym L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0. 8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%>. U supstrat su dodati natrijum hidroortofosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj Na2HPO"4 od 4%, aminokiselina leucin u količini od 2000 mg/l i aminokiselina valin u količini od 1500 mg/l. Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.5 l/g<*>h, koncentracija glicerina na kraju fermentacije bila je 4.5 zapreminskih %, koncentracija etanola 4.1 zapreminskih %, koncentracija sirćetne kiseline 4.0 zapreminskih %, koncentracija izopentanola 0.15 zapreminskih % i koncentracija izobutanola 0.11 zapreminskih %.
Iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije prvo su izdestilovani C2-C5alkoholi i sirćetna kiselina je ekstrahovana, koji se dalje mogu preraditi u više ugljovodonike kao stoje opisano u prethodnim primerima. Nakon toga, glicerin je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije i dehidratisan u prisustvu AI2O3katalizatora na 350±50°C.
Akrolein dobijen dehidratacijom glicerina usmeren je u reaktor koji sadrži CuO-Cr203katalizator i hidrogenizovan na 175±25°C i pritisku od 1-5 MPa u smešu propionskog aldehida i n-propil alkohola primenom vodonika koji je dobijen od biomase i/ili dobijen iz vode, a dobijen dehidratacijom glicerina. Prevođenje vode izvedeno je primenom poznatih postupaka. Propionski aldehid je ekstrahovan iz dobijene smeše i može se dalje preraditi na dva načina. Prvi način obezbeđuje dodatnu kondenzaciju propionskog aldehida u izoheksen aldehid uz naknadnu hidrogenizaciju u prisustvu Ni katalizatora na 150±10°C i pritisku od 1-5 MPa u izoheksanol primenom vodonika koji je dobijen od biomase i/ili dobijen od vode dobijene dehidratacijom glicerina. Prevođenje vode je izvedeno primenom poznatih postupaka.
Druga mogućnost je kondenzacija propionskog aldehida sa C2-C5alkoholima, koji su dobijeni biosintezom, u odgovarajuće propanale; ili kondenzacija propionskog aldehida sa n-propil alkoholom, koji je dobijen hidrogenizacijom akroleina, pri čemu je odnos akroleimpropionski aldehid izražen po molu 2:1, u dipropil propanal. Dipropil propanal je dobra komponenta za goriva za dizel motore i motore sa gasnom turbinom.
PRIMER 31
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%. U supstrat su dodati natrijum hidroortofosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj Na2HP04od 4%> i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen kiselom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, koji je prečišćen od amonijaka i asparagina poznatim postupcima jonske izmene, u količini od 90 ml/l (370 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija glicerina na kraju fermentacije bila je 4.7 zapreminskih %, koncentracija etanola 4.0 zapreminskih %>, koncentracija sirćetne kiseline 4.2 zapreminskih % i koncentracija C3-C5alkohola 0.2%.
Iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije prvo su izdestilovani C2-C5alkoholi i ekstrahovana je sirćetna kiselina, koja se može dalje obraditi u više ugljovodonike kao što je opisano u prethodnim primerima. Nakon toga, glicerin je ekstrahovan iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije i pomešan sa glicerinom koji je dobijen saponifikacijom masti. Ova smeša je dehidratisana u prisustvu AI2O3katalizatora na 350±50°C. Akrolein koji je dobijen dehidratacijom glicerina pomešan je sa benzolom i usmeren u dimerizacioni reaktor, gde je, na temperaturi od 170±10°C i pritisku od 1-2 MPa, u prisustvu hidrohinona, dobijen dimer akroleina (2-formil-3,4-dihidro-2H-pirana). Dimer akroleina (2-formil-3,4-dihidro-2H-pirana) odvojen je od benzola i hidrohinona u prisustvu Ni katalizatora na 150±10°C i pritisku od 5-10 MPa u tetrahidropiran-2-metanol primenom vodonika koji je dobijen od biomase i/ili od vodonika koji je dobijen od vode dobijene dehidratacijom glicerina. Prevođenje vode izvedeno je primenom poznatih postupaka. Tako dobijen tetra-hidropiran-2-metanol je dobra komponenta za motorna goriva za dizel motore i motore sa gasnom turbinom.
PRIMER 32
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0.8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%.
U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, koji je prethodno prečišćen od amonijaka i asparagina primenom poznatih postupaka jonske izmene, u količini od 100 ml/l (400 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.6 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %, koncentracija izopentanola 920 mg/l, koncentracija izobutanola 480 mg/l i ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.3% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente mogu biti dalje obrađeni u više ugljovodonike kao što je opisano u prethodnim primerima.
Ugljen dioksid koji je dobijen u biosintezi alkohola pomešan je sa biogasom, koji sadrži uglavnom metan, kao i sa strujom vode i usmeren u reaktor za proizvodnju sintetičkog gasa. Prevođenje izvorne smeše izvedeno je u prisustvu NiO-Al203katalizatora na temperaturi od 830-850°C. Prema tome, dobijena je gasovita smeša sledećeg sastava: C02-4.8 zapreminskih %; CO-24.7 zapreminskih %; H2-68.0 zapreminskih %; CH4-2.3 zapreminskih %<.>
Prevedeni gas se zatim hladi i komprimuje u kompresoru do 5 MPa i usmerava u sintezu metanola. Sinteza metanola se izvodi na 5 MPa i temperaturi od 230-260°C u prisustvu CuO-ZnO-Al2C>3(Cr2C>3). Metanol dobijen od ugljen dioksida pomešan je sa etanolom koji je dobijen biosintezom i tako dobijena smeša je oksidovana na 450-550°C u prisustvu srebrnog katalizatora primenom smeše kiseonika i ugljen dioksida, koji je dobijen biosintezom C2-Csalkohola, da bi se dobila smeša acetaldehida i formaldehida. Smeša acetaldehida i formaldehida zatim je prevedena na 300-400°C u prisustvu A1203u akrolein. Akrolein je prerađen u više ugljovodonike, uključujući ugljovodonike koji sadrže kiseonik, kao što je opisano u prethodnim primerima.
PRIMER 33
Izmrvljeno zrno pšenice pomešano je sa vodom u odnosu 1:3.5. Enzimska hidroliza škroba iz zrna izvedena je primenom u prvom stadijumu termostabilne amilaze Zvmajunt-340C (pH=6.5; 90°C; potrošnja 0.25 ml po 1 kg škroba iz zrna) i u drugom stadijumu glukoamilaze Glucozvm L-400C (pH=5.0; 60°C; potrošnja 0. 8 ml po 1 kg škroba iz zrna). Korišćeni su industrijski enzimi proizvedeni u Ende Industries Inc., USA. Kao rezultat enzimske hidrolize, koncentracija ugljenih hidrata u supstratu dostigla je 16%.
U supstrat su dodati: superfosfat u količini koja obezbeđuje sadržaj P2O5od 200 mg/l i aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, koji je prethodno prečišćen od amonijaka i asparagina primenom poznatih postupaka jonske izmene, u količini od 100 ml/l (400 mg/l amino azota). Početna biomasa kvascaS. cerevisiaeuvedena je u supstrat u količini od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 38°C i pH=6.0. Brzina fermentacije bila je 3.6 l/g<*>h, koncentracija etanola na kraju fermentacije bila je 8.7 zapreminskih %, koncentracija izopentanola 920 mg/l, koncentracija izobutanola 480 mg/l i ukupni sadržaj C3-C5alkohola bio je 2.3% zapremine etanola.
Etanol, C3-C5alkoholi i druge isparljive komponente su izdestilovane iz tečne kulture (kaše) posle fermentacije. Izobutil i izoamil alkoholi odvojeni su od C2-C3 alkohola. Smeša C2-C5alkohola koja je dobijena posle ekstrakcije izobutil i izoamil alkohola dehidratisana je u prisustvu AUO3 katalizatora na 300±100°C, dok su izobutil i izoamil alkoholi dehidratisani u prisustvu AI2O3katalizatora na 250±50°C. Tako dobijeni izobuten i izopenten su zatim hidrogenizovani u prisustvu Ni katalizatora na 150±50°C i pritisku od 1-2 MPa u izobuten i izopentan primenom vodonika koji je dobijen iz biomase i/ili primenom vodonika koji je dobijen iz vode dobijene dehidratacijom alkohola. Prevođenje vode je izvedeno primenom konvencionalnih postupaka. Tako dobijeni izobutan i izopentan pomešani su sa nezasićenim C2-C5ugljovodonicima koji su dobijeni dehidratacijom odgovarajućih alkohola na 0-10°C i pritisku 0.5-1 MPa u reaktoru koji kao katalizator sadrži sumpornu kiselinu. Kao rezultat sinteze dobijena je smeša zasićenih C6-C10ugljovodonika, koja predstavlja dobru komponentu za benzinska goriva.
Ovaj postupak alkilacije takođe se može izvesti u prisustvu A1C13kao katalizatora i na temperaturi od 50-60°C i pritisku od 1-2 MPa.
Osim toga, nezasićeni C2-C5ugljovodonici dobijeni dehidratacijom odgovarajućih C2-C5alkohola pomešani su sa terpenima, koji su unapred zagrejani u prisustvu platine do 200±50°C. Kao rezultat alkilacije, koja je izvedena na 0-10°C i pritisku 0.5-1 MPa primenom 90-100% sumporne kiseline kao katalizatora, dobijena je smeša C12-C15ugljovodonika. Ovaj postupak alkilacije takođe se može izvesti u prisustvu A1C13kao katalizatora na temperaturi od 50-60°C i pritisku 1-2 MPa.
Viši C12-C15ugljovodonici dobijeni od terpena i nižih C2-C5alkohola upotrebljeni su kao komponente motornih goriva.
PRIMER 34
Izmrvljeno zrno kukuruza pomešano je sa vodom koja je zagrejana do 80°C u masenom odnosu 1:10 i ostavljeno je da odstoji na ovoj temperaturi 10 minuta, nakon čega je temperatura povećana do 100°C i smeša je ostavljena da odstoji još 30 minuta. Tako pripremljeni supstrat podvrgnut je sterilizaciji u autoklavu na 150°C u trajanju od 60 minuta, nakon čega je supstrat ohlađen do 37°C. Kao rezultat prekomernog kuvanja brašna koncentracija škroba u supstratu dostigla je oko 6%. U supstrat je dodat aminokiselinski hidrolizat, koji je dobijen enzimskom hidrolizom proteina destilacionog taloga bez alkohola, pri čemu je taj hidrolizat prethodno prečišćen od amonijaka primenom poznatih postupaka jonske izmene, u količini od 100 ml/l (400 mg/l amino azota). Nakon toga, početna biomasa bakterijaClostridium butylicumiClostridium acetobutylicum(u odnosu 1:4) uvedena je u supstrat u koncentraciji od 5 g/l. Fermentacija je izvedena na 37°C i pH=5.5. Brzina fermentacije bila je 4.0 l/g<*>h, koncentracija alkohola na kraju fermentacije bila je 2.05 zapreminskih %, uključujući 0.24 zapreminskih % etanola, 0.12 zapreminskih % izopropanola, 0.03 zapreminskih % izobutanola, 1.61 zapreminskih % n-butanola, 0.05 zapreminskih % izopentanola i koncentracija acetona na kraju fermentacije bila je 0.7 zapreminskih %.
Smeša C2-C5alkohola ekstrahovana iz tečne kulture dobijene fermentacijom škroba iz zrna može da se preradi u više ugljovodonike kao što je opisano u prethodnim primerima. Aceton koji je izdestilovan iz tečne kulture tretiran je aldolnom i krotonskom kondenzacijom da bi se dobila smeša diaceton alkohola, mesitil oksida, forona i mesitilena. Mesitil oksid i izoforon su ekstrahovani iz dobijene smeše i hidrogenisani u prisustvu Ni katalizatora na 150±10°C i pritisku 1-5 MPa u odgovarajuće C6i C9alkohole.
Tako dobijeni Csi C9alkoholi spojeni su sa diaceton alkoholom i mesitilenom i dobijena smeša je upotrebljena kao komponenta benzina.
Osim toga, aceton koji je izdestilovan iz tečne kulture kondenzovan je sa glicerinom, koji je dobijen biosintezom ili saponifikacijom masti, da bi se proizveo aceton 1,2-glicerinketal (2,2-dimetil-4-oksimetil 1,3-dioksan). Poslednje jedinjenje takođe se koristi kao komponenta za motorna goriva.
Naravno, moguće varijante predstavljenog pronalaska nisu ograničene na prikazane primere. Ovi primeri pokazuju samo neke od mogućih načina inventivnih varijanti postupka prerade biomase, uključujući biosintezu nižih alkohola, za proizvodnju viših ugljovodonika, uključujući ugljovodonike koji sadrže kiseonik.

Claims (1)

1. Postupak pojačavanja fermentacije ugljenohidratnih supstrata i povećanje prinosa alkohola, kao i iskorišćavanje organskih supstrata fermentacionog medijuma koji ne podležu fermentaciji, koji sadrži sledeće korake: priprema vodenog ugljenohidratnog supstrata sa koncentracijom ugljenih hidrata od 3-20% koji sadrži izvor azota; fermentacija supstrata do ukupne koncentracije od 1.5-10%) sledećih proizvoda, C1-C5alkohola, glicerina, acetaldehida, sirćetne kiseline i acetona; i odvajanje željenih proizvoda iz fermentacionog medijuma, naznačen time što se kao izvor azota u vodeni ugljenohidratni supstrat dodaju aminokiseline leucin, izoleucin, valin ili njihova smeša u količini koja obezbeđuje sadržaj amino azota u ugljenohidratnom supstratu od 120 do 420 mg/l.
2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što se postupak fermentacije izvodi brzinom od 2.8-4.0 l/g na čas.
3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što je ugljenohidratni supstrat koji se koristi melasa šećerne repe ili šećerne trske, ošećereni škrob (kiseli ili enzimski hidrolizat škroba) različitih vrsta cerealija (žitarica) ili krompira.
4. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je sadržaj amino azota u medijumu od 320 do 400 mg/l, poželjno 350 do 370 mg/l.
5. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što obuhvata dodatne korake: kondenzacije kvasca dobijenog fermentacijom ugljenohidratnog supstrata do sadržaja suve supstance od 5-10%; i autoliza proteina kvasca na 45-55°C u trajanju od 24-48 časova za dobijanje autolizata koji pokazuje sadržaj amino azota od 3000-8000 mg/l.
6. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen dodatnim koracima: kondenzacije suspendovanih supstanci koje su prisutne u fermentacionom medijumu posle fermentacije ugljenohidratnog supstrata i odvajanja alkohola iz tog supstrata i do sadržaja suve supstance od 5-10%; i, bilo kisela hidroliza proteina sadržanog u pomenutim supstancama primenom sumporne ili hlorovodonične kiseline ili enzimskom hidrolizom proteina sadržanih u pomenutim supstancama primenom proteolitičkih enzimskih preparata, za dobijanje kiselog hidrolizata proteina koji pokazuje sadržaj amino azota od 2000-6000 mg/l.
7. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što obuhvata dodatne korake: aerobne kultivacije kvasca primenom supstanci koje su rastvorljive u vodi i koje su sadržane u fermentacionom medijumu posle fermentacije ugljenohidratnog supstrata i odvajanja iz njega alkohola; kondenzacije tako dobijenog kvasca do sadržaja suve supstance od 5-10%; i autolize proteina kvasca na 45-55°C u trajanju od 24-48 časova za dobijanje autolizata koji pokazuje sadržaj amino azota od 3000-8000 mg/l.
8. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što je ugljenohidratni supstrat kiseli hidrolizat materijala koji sadrže celulozu.
9. Postupak prema patentnom zahtevu 8, naznačen time što je sadržaj amino azota u medijumu od 120 do 150 mg/l.
10. Postupak prema patentnom zahtevu 8 ili 9, naznačen time što obuhvata dodatne korake: aerobne kultivacije kvasca sa fermentacionim medijumom koji sadrži pentozu posle fermentacije ugljenohidratnog supstrata i odvajanja iz njega alkohola; kondenzacije tako dobijenog kvasca do sadržaja suve supstance od 5-10%; i autolize proteina kvasca na 45-55°C u trajanju od 24-48 časova za dobijanje autolizata proteina kvasca koji pokazuje sadržaj amino azota od 3000-8000 mg/l.
11. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 5-7 i 10, naznačen time što je autolizat kvasca, kiseli ili enzimski hidro lizati dobijenog kvasca ili njihove kombinacije, upotrebljen kao izvor azota u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata.
12. Postupak prema patentnom zahtevu 11, naznačen dodatnim koracima uklanjanja asparaginskih i amonijum soli iz autolizata kvasca i kiselim ili enzimskim hidrolizatima koji sadrže aminokiseline.
13. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što je smeša alkohola odvojena iz fermentacionog medijuma destilacijom, sa sadržajem etanola od 96.9-99.35 i sadržajem C3-C5alkohola od 0.65-3.1 zapreminskih %.
14. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1-12, naznačen time što je smeša alkohola odvojena iz fermentacionog medijuma, a pokazuje sadržaj glicerina od 30.9-31.0, etanola od 43.4-44.4, C3-C5alkohola od 1.9-2.5 i acetaldehida od 22.7-23.2 zapreminskih %.
15. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1-12, naznačen time što je smeša alkohola odvojena iz fermentacionog medijuma, a pokazuje sadržaj glicerina od 35.0-35.9, etanola od 30.5-31.0, C3-C5alkohola od 1.5-2.0 i sirćetne kiseline od 31.1-32.1 zapreminskih %<.>
16. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1-12, naznačen time što je proizvedena smeša odvojena iz fermentacionog medijuma, a pokazuje sadržaj acetona od 25.5-32.7, n-butanola od 56.0-58.5, etanola od 7.3-8.7%, izopropanola od 0.4-4.4, izobutanola od 1.1-1.5 i izopentanola od 1.8-2.2 zapreminskih %.
17. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što obuhvata dodati korak: primene C1-C5alkohola, glicerina, acetaldehida i acetona dobijenih biosintezom prilikom pripreme motornog goriva.
18. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 5-7 i 10-17, naznačen time što obuhvata dodatne korake: sušenje viška autolizata proteina kvasca za primenu kao hrane za životinje.
19. Postupak prema patentnim zahtevima 5-7 i 10-18, naznačen time što obuhvata dodatni korak: biosinteze metana primenom suspendovanih supstanci dobijenih kiselom ili enzimskom hidrolizom ili autolizom proteina sa viškom hidrolizata kao supstratom.
20. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što obuhvata dodatni korak: dobijanja viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonike, uključujući one koji imaju četiri ili više atoma ugljenika u molekulu primenom proizvodne smeše C1-C5alkohola, glicerola, acetaldehida i acetona koja je odvojena iz fermentacionog medijuma.
28. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 20-27, naznačen time što obuhvata dodatni korak: oksidacije proizvodne smeše C1-C5alkohola koja je odvojena posle fermentacije u prisustvu ugljen dioksida, koji je dobijen biohemijskim putem, da bi se dobila smeša aldehida; kondenzacija pomenute smeše u smešu viših nezasićenih aldehida; oksidacija pomenutih nezasićenih aldehida u prisustvu ugljen dioksida, koji je dobijen biohemijskim putem, u smešu viših nezasićenih kiselina; i reakcija pomenutih kiselina sa metanolom da bi se dobili odgovarajući metil estri.
29. Postupak prema patentnom zahtevu 27, naznačen time što obuhvata dodatne korake: hidrogenizaciju viših nezasićenih kiselina u više zasićene kiseline; i reakciju pomenutih zasićenih kiselina sa metanolom da bi se dobili odgovarajući metil estri.
30. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 27-29, naznačen time što obuhvata dodatne korake: priprema metanola primenom ugljen dioksida koji je dobijen biohemijskim putem, metana koji je dobijen biohemijskim putem i vodonika koji je dobijen od biomase i/ili biohemijskim postupcima u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata i/ili od vode dobijene preradom alkohola koji su dobijeni biosintezom.
31. Postupak prema patentnom zahtevu 30, naznačen time što obuhvata dodatni korak: reakcija metanola sa masnim C4i višim kiselinama da bi se proizveli odgovarajući estri.
32. Postupak prema patentnom zahtevu 31, naznačen time što obuhvata dodatni korak: oksidacije C4-C5alkohola iz proizvodne smeše koja je odvojena posle fermentacije da bi se dobile C4i više masne kiseline; i/ili biosinteze C4-C6masnih kiselina; i/ili ekstrakcije masnih kiselina iz talnog ulja; i/ili saponifikacije masti da bi se dobile masne kiseline.
33. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 20-23, naznačen time što obuhvata dodatne korake: dehidratacije zasićenih C4i viših alkohola u odgovarajuće nezasićene C4i više ugljovodonike; i reakciju pomenutih ugljovodonika sa Cii višim masnim kiselinama da bi se dobili odgovarajući estri.
34. Postupak prema patentnom zahtevu 32, naznačen time što obuhvata dodatne korake: pripreme Cii viših masnih kiselina oksidacijom C1-C5alkohola iz proizvodne smeše koja je odvojena posle fermentacije; i/ili pripreme C2-C6masnih kiselina biosintezom; i/ili ekstrakcije masnih kiselina iz talnog ulja; i/ili pripreme masnih kiselina saponifikacijom masti.
35. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 22-24, naznačen time što obuhvata dodatni korak: reakcije nezasićenih C4i viših ugljovodonika, koji su dobijeni dehidratacijom odgovarajućih zasićenih alkohola, sa C2-C5alkoholima koji su dobijeni biosintezom da bi se dobili odgovarajući etri.
36. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 20-24, naznačen time što obuhvata dodatne korake: ekstrakcije izobutana i izopentana iz smeše zasićenih ugljovodonika; reakcija sa nezasićenim C2i višim ugljovodonicima koji su dobijeni dehidratacijom odgovarajućih zasićenih alkohola da bi se dobili zasićeniC(,i viši ugljovodonici.
37. Postupak prema patentnom zahtevu 20 ili 21, naznačen time što obuhvata dodatne korake: prerade biljnih i/ili životinjskih masti i/ili glicerina koji je dobijen saponifikacijom masti, i/ili glicerina koji je dobijen biosintezom u n-propil alkohol; mešanje pomenutog n-propil alkohola sa C1-C5alkoholima koji su odvojeni posle fermentacije; priprema viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju četiri i više atoma ugljenika u molekulu primenom pomenute smeše.
38. Postupak prema patentnom zahtevu 20 ili 21, naznačen time što obuhvata dodatne korake: ekstrakcije glicerina koji je ekstrahovan iz proizvodne smeše C3-C5alkohola dobijenih fermentacijom ugljenohidratnih supstrata; dehidratacija pomenutog glicerina u akrolein; hidrogenizacija akroleina u propionski aldehid i propil alkohol; kondenzacija pomenutog propionskog aldehida sa C3-C5alkoholima koji su dobijeni u fermentaciji ugljenohidratnih supstrata, i propanola koji je dobijen hidrogenizacijom akroleina, u odgovarajuće propanale; alternativno, propionski aldehid je prvo kondenzovan u nezasićeni izoheksen aldehid, koji je zatim hidrogenizovan u zasićeni alkohol izo-heksanol.
39. Postupak prema patentnom zahtevu 20 ili 21, naznačen time što obuhvata dodatne korake: ekstrakcije glicerina iz proizvodne smeše C3-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom ugljenohidratnih supstrata; dehidratacija pomenutog glicerina u akrolein; kondenzacija akroleina u akrolein dimer (2-formil-3,4-dihidro-2H-piran); hidrogenizacija akrolein dimera u tetrahidropiran-2-metanol; uz primenu preostale smeše C3-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom ugljenohidratnih supstrata za dobijanje viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji u molekulu imaju četiri i više atoma ugljenika.
40. Postupak prema patentnom zahtevu 20 ili 21, naznačen time što obuhvata dodatne korake: ekstrakcije metanola i etanola iz smeše C1-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom ugljenohidratnih supstrata; dodavanje metanola, koji je proizveden od ugljen dioksida koji je dobijen fermentacijom ugljenohidratnih supstrata i vodonika, koji je dobijen iz biomase; oksidacija pomenutog metanola i etanola u formaldehid i acetaldehid, redom; kondenzacija dobijene smeše formaldehida i acetaldehida u akrolein; kondenzacija akroleina u akrolein dimer (2-formil-4,4-dihidro-2H-piran); hidrogenizacija akrolein dimera u tetrahidro-piran-2-metanol, dok je preostala smeša C3-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom ugljenohidratnih supstrata upotrebljena za dobijanje viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju četiri i više atoma ugljenika u molekulu.
41. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 20, 21 i 37, naznačen time što obuhvata dodatne korake: kondenzacije smeše C1-C5alkohola koja je odvojena posle fermentacije i/ili n-propil alkohola, koji je dobijen od glicerina, da bi se proizveli zasićeni Cći viši alkoholi, zasićeni C5i viši estri i Cji više masne kiseline; uz primenu preostalih nižih alkohola, koji se nisu kondenzovali, i gasovitih proizvoda, koji su dobijeni kondenzacijom, za proizvodnju viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju četiri i više atoma ugljenika u molekulu.
42. Postupak prema patentnom zahtevu 41, naznačen time što obuhvata dodatne korake: dehidratacije zasićenih C6i viših alkohola, koji su dobijeni kondenzacijom C1-C5alkohola, da bi se dobili nezasićeniC(,i viši ugljovodonici; i hidrogenizacija pomenutih nezasićenih i viših ugljovodonika u zasićene Cći više ugljovodonike.
43. Postupak prema patentnom zahtevu 42, naznačen time što obuhvata dodatne korake: reakcije nezasićenih Cei viših ugljovodonika, koji su dobijeni dehidratacijom odgovarajućih zasićenih alkohola, sa nekondenzovanim C1-C5alkoholima da bi se dobili odgovarajući C7i viši etri.
44. Postupak prema patentnom zahtevu 41, naznačen time što obuhvata dodatne korake: dehidrataciju nekondenzovanih nižih alkohola C2-C5da bi se dobili nezasićeni C2-C5ugljovodonici; alkilacija terpena nezasićenim C2-C5ugljovodonicima da bi se dobili C12i viši ugljovodonici.
45. Postupak prema patentnom zahtevu 41 ili 42, naznačen time što obuhvata dodatni korak: reakcije C2i viših masnih kiselina, koje su dobijene kondenzacijom C1-C5alkohola, sa nezasićenimCei višim ugljovodonicima, koji su dobijeni dehidratacijom odgovarajućih zasićenih alkohola, da bi se dobili odgovarajući Csi viši estri.
46. Postupak prema patentnom zahtevu 41, naznačen time što obuhvata dodatni korak: reakcije C2i viših masnih kiselina, koje su dobijene u postupku kondenzacije C1-C5alkohola, sa terpenima da bi se dobili odgovarajući C12i viši estri.
47. Postupak prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što obuhvata dodatne korake: odvajanja acetona iz smeše C2-C5alkohola koja je dobijena fermentacijom ugljenohidratnih supstrata; tretman acetona aldolnom i krotonskom kondenzacijom da bi se dobila smeša diaceton alkohola, mesitil oksida, forona i mesitilena; uz primenu smeše preostalih C2-C5alkohola za dobijanje viših jedinjenja koja sadrže kiseonik i/ili ugljovodonika koji ne sadrže kiseonik, uključujući one koji imaju četiri i više atoma ugljenika u molekulu.
48. Postupak prema patentnom zahtevu 47, naznačen time što obuhvata dodatne korake: ekstrakciju mesitil oksida i forona iz smeše ugljovodonika koja je dobijena kao rezultat aldolne i krotonske kondenzacije acetona, i zatim hidrogenizaciju mesitil oksida i forona da bi se dobili zasićeni izoheksil i izononil alkoholi.
49. Postupak prema patentnim zahtevima 20, 21, 22, 24, 28, 37 i 38, naznačen time što obuhvata dodatne korake: kondenzaciju nezasićenih C2i viših ugljovodonika sa C2i višim aldehidima u nezasićene C4i više alkohole; i hidrogenizacija nezasićenih C4i viših alkohola u odgovarajuće zasićene C4i više alkohole.
55. Postupak prema patentnim zahtevima 20, 21 ili 22, naznačen time što obuhvata dodatne korake: mešanje etilena koji je dobijen dehidratacijom etanola sa metanolom i butilen peroksidima; i tretman dobijene smeše telomerizacijom da bi se proizvela smeša C3-C12alkohola.
YUP-2006/0281A 2003-10-24 2004-10-22 Postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, iz biomase RS20060281A (sr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51358303P 2003-10-24 2003-10-24
SE0302800A SE526429C2 (sv) 2003-10-24 2003-10-24 Metod för att framställa syreinnehållande föreningar utgående från biomassa
PCT/SE2004/001534 WO2005040392A1 (en) 2003-10-24 2004-10-22 Method for producing hydrocarbons and oxygen-containing compounds, from biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS20060281A true RS20060281A (sr) 2008-09-29

Family

ID=34525631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
YUP-2006/0281A RS20060281A (sr) 2003-10-24 2004-10-22 Postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, iz biomase

Country Status (27)

Country Link
US (2) US20050112739A1 (sr)
EP (1) EP1680509B1 (sr)
JP (1) JP5026082B2 (sr)
KR (1) KR101189818B1 (sr)
CN (1) CN100396779C (sr)
AU (1) AU2004284364B2 (sr)
BR (1) BRPI0415619B1 (sr)
CA (1) CA2541899C (sr)
CU (1) CU23839B1 (sr)
CY (1) CY1122714T1 (sr)
DK (1) DK1680509T3 (sr)
EA (1) EA010923B1 (sr)
ES (1) ES2774700T3 (sr)
HR (1) HRP20200323T1 (sr)
HU (1) HUE048539T2 (sr)
IL (1) IL174793A (sr)
LT (1) LT1680509T (sr)
MX (1) MXPA06004340A (sr)
NO (1) NO341608B1 (sr)
PL (1) PL1680509T3 (sr)
PT (1) PT1680509T (sr)
RS (1) RS20060281A (sr)
SE (1) SE526429C2 (sr)
SI (1) SI1680509T1 (sr)
UA (1) UA84299C2 (sr)
WO (1) WO2005040392A1 (sr)
ZA (1) ZA200602864B (sr)

Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100575331C (zh) 1999-03-11 2009-12-30 齐凯姆公司 一种生产乙醇的方法
US7074603B2 (en) * 1999-03-11 2006-07-11 Zeachem, Inc. Process for producing ethanol from corn dry milling
US7537826B2 (en) 1999-06-22 2009-05-26 Xyleco, Inc. Cellulosic and lignocellulosic materials and compositions and composites made therefrom
MX279852B (es) * 2004-01-29 2010-10-08 Zeachem Inc Recuperacion de acidos organicos.
US7708214B2 (en) 2005-08-24 2010-05-04 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
US20150328347A1 (en) 2005-03-24 2015-11-19 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
US20070014895A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 Holtzapple Mark T System and Method for Converting Biomass
US8273558B2 (en) 2005-10-26 2012-09-25 Butamax(Tm) Advanced Biofuels Llc Fermentive production of four carbon alcohols
US8945899B2 (en) 2007-12-20 2015-02-03 Butamax Advanced Biofuels Llc Ketol-acid reductoisomerase using NADH
US7678950B2 (en) 2005-12-16 2010-03-16 Conocophillips Company Process for converting carbohydrates to hydrocarbons
US8450542B2 (en) 2005-12-16 2013-05-28 Phillips 66 Company Integrated process for converting carbohydrates to hydrocarbons
US20090099401A1 (en) 2006-06-16 2009-04-16 D Amore Michael B Process for making isooctenes from aqueous isobutanol
US20080015396A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-17 D Amore Michael B Process for making dibutyl ethers from dry isobutanol
US20080009656A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-10 D Amore Michael B Process for making isooctenes from dry isobutanol
US20080045754A1 (en) * 2006-06-16 2008-02-21 D Amore Michael B Process for making butenes from dry 1-butanol
US8975047B2 (en) * 2006-06-16 2015-03-10 E I Du Pont De Nemours And Company Process for making isooctenes from dry 1-butanol
US20080015397A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-17 D Amore Michael B Process for making isooctenes from aqueous 1-butanol
US20080132741A1 (en) * 2006-06-16 2008-06-05 D Amore Michael B Process for making butenes from dry isobutanol
US20090030239A1 (en) * 2006-06-16 2009-01-29 D Amore Michael B Process for making butenes from aqueous isobutanol
US20080015395A1 (en) * 2006-06-16 2008-01-17 D Amore Michael B Process for making butenes from aqueous 1-butanol
CN101517086A (zh) 2006-07-21 2009-08-26 希乐克公司 生物质转化系统
JP5013396B2 (ja) * 2006-09-01 2012-08-29 独立行政法人産業技術総合研究所 炭素数３の多価アルコールの脱水／水素化用触媒及びそれを用いた炭化水素の製造方法
US7915470B2 (en) 2006-09-08 2011-03-29 Board Of Regents, The University Of Texas System Coupled electrochemical method for reduction of polyols to hydrocarbons
US8571690B2 (en) * 2006-10-31 2013-10-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Nonlinear model predictive control of a biofuel fermentation process
US8634940B2 (en) * 2006-10-31 2014-01-21 Rockwell Automation Technologies, Inc. Model predictive control of a fermentation feed in biofuel production
US8521310B2 (en) * 2006-10-31 2013-08-27 Rockwell Automation Technologies, Inc. Integrated model predictive control of distillation and dehydration sub-processes in a biofuel production process
US20080103747A1 (en) * 2006-10-31 2008-05-01 Macharia Maina A Model predictive control of a stillage sub-process in a biofuel production process
US7831318B2 (en) * 2006-10-31 2010-11-09 Rockwell Automation Technologies, Inc. Model predictive control of fermentation temperature in biofuel production
US7933849B2 (en) * 2006-10-31 2011-04-26 Rockwell Automation Technologies, Inc. Integrated model predictive control of batch and continuous processes in a biofuel production process
JP2010030902A (ja) * 2006-11-21 2010-02-12 Mitsui Chemicals Inc エチレンの製造方法
US20080234523A1 (en) * 2006-12-01 2008-09-25 Leo Ernest Manzer Process for making isooctenes from aqueous 2-butanol
US20080132732A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Leo Ernest Manzer Process for making butenes from aqueous 2-butanol
US20080131948A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Leo Ernest Manzer Process for making isooctenes from dry 2-butanol
US20080132730A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 Leo Ernest Manzer Process for making butenes from dry 2-butanol
BRPI0605173A (pt) * 2006-12-05 2008-07-22 Braskem Sa processo de produção de uma ou mais olefinas, olefina, e, polìmero
EP2121946A4 (en) * 2007-02-09 2012-08-29 Zeachem Inc ENERGY-EFFICIENT METHOD FOR MANUFACTURING PRODUCTS
BRPI0701993A2 (pt) * 2007-03-30 2008-11-18 Petroleo Brasileiro Sa mÉtodo para reciclagem e aproveitamento da glicerina obtida da produÇço do biodiesel
NZ579780A (en) 2007-04-18 2012-07-27 Butamax Advanced Biofuels Llc Fermentive production of isobutanol using highly active ketol-acid reductoisomerase enzymes
US8153850B2 (en) * 2007-05-11 2012-04-10 The Texas A&M University System Integrated biofuel production system
WO2009003039A1 (en) * 2007-06-25 2008-12-31 Mcneff Research Consultants, Inc. Catalysts, systems and methods for ether synthesis
BRPI0812596A2 (pt) * 2007-06-27 2014-12-30 Novozymes As Método para a produção de um produto de fermentação a partir de um material contendo lignocelulose
EP2017346A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-21 Ineos Europe Limited Process for the production of alcohols
ES2873524T3 (es) 2007-07-20 2021-11-03 Upm Kymmene Oyj Procedimiento y aparato para producir producto hidrocarbonoso líquido a partir de biomasa sólida
US9145566B2 (en) * 2007-07-27 2015-09-29 Swift Fuels, Llc Renewable engine fuel and method of producing same
UA98002C2 (uk) * 2007-09-07 2012-04-10 Фураникс Технолоджиз Б.В. Спосіб одержання суміші похідних фурфуралю і 5-алкоксиметилфурфуралю та паливо, що містить таку суміш
US8193402B2 (en) * 2007-12-03 2012-06-05 Gevo, Inc. Renewable compositions
KR20100095004A (ko) 2007-12-03 2010-08-27 게보 인코포레이티드 재생 조성물
ATE528329T1 (de) * 2007-12-05 2011-10-15 Braskem Sa Integriertes verfahren zur herstellung eines ethylen-butylen-copolymers, ethylen-butylen- copolymer und verwendung von ethylen und 1- butylen als aus erneuerbaren natürlichen rohmaterialien gewonnene comonomere
ES2575413T3 (es) 2007-12-20 2016-06-28 Butamax (Tm) Advanced Biofuels Llc Cetol-ácido reductoisomerasa que utiliza NADH
EP2238098A4 (en) * 2007-12-27 2016-06-01 Gevo Inc RECOVERING HIGHER ALCOHOLS IN DILUTED AQUEOUS SOLUTIONS
WO2009091783A2 (en) * 2008-01-14 2009-07-23 Pennsylvania Sustainable Technologies, Llc Method and system for producing alternative liquid fuels or chemicals
US7932297B2 (en) 2008-01-14 2011-04-26 Pennsylvania Sustainable Technologies, Llc Method and system for producing alternative liquid fuels or chemicals
CN101990576A (zh) * 2008-02-07 2011-03-23 齐凯姆公司 丁醇和己醇的间接制造
KR100970936B1 (ko) * 2008-04-25 2010-07-20 한국에너지기술연구원 가스화장치를 이용한 바이오디젤 정제 잔여물의 가스화방법
MX302494B (es) * 2008-05-07 2012-08-17 Zeachem Inc Recuperacion de acidos organicos.
FR2931477B1 (fr) * 2008-05-21 2012-08-17 Arkema France Acide cyanhydrique derive de matiere premiere renouvable
FR2934264B1 (fr) * 2008-07-22 2012-07-20 Arkema France Fabrication d'esters de vinyle a partir de matieres renouvelables, esters de vinyle obtenus et utilisations
FR2934261B1 (fr) * 2008-07-25 2015-04-10 Arkema France Procede de synthese d'esters de l'acide acrylique
FR2938535B1 (fr) * 2008-11-20 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication de methylmercaptopropionaldehyde et de methionine a partir de matieres renouvelables
FR2938838B1 (fr) * 2008-11-27 2012-06-08 Arkema France Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse
WO2010075437A2 (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Sartec Corporation Systems and methods for producing fuels and fuel precursors from carbohydrates
FR2940801B1 (fr) * 2009-01-06 2012-08-17 Arkema France Procede de fabrication d'un methacrylate de methyle derive de la biomasse
MY158212A (en) 2009-01-26 2016-09-15 Xyleco Inc Processing biomass
BRPI1008287A2 (pt) * 2009-02-24 2016-03-15 Gevo Inc métodos de preparação de butadieno e isopreno renováveis
PL2403894T3 (pl) * 2009-03-03 2016-12-30 Opakowanie pochodzenia biologicznego z politereftalanu etylenu i sposób jego produkcji
FR2945543B1 (fr) * 2009-05-15 2011-05-06 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'alcools et/ou de solvants a partir de biomasse lignocellulosique avec recyclage acide des residus solides
US8802905B2 (en) 2009-06-19 2014-08-12 The Texas A&M University System Integrated biofuel processing system
MX2012007583A (es) 2009-12-29 2012-07-30 Butamax Tm Advanced Biofuels Alcohol deshidrogenasas (adh) utiles para la produccion fermentativa de alcoholes alquilicos de cadena corta.
MY159813A (en) 2010-01-08 2017-02-15 Gevo Inc Integrated methods of preparing renewable chemicals
KR101664450B1 (ko) * 2010-01-08 2016-10-11 한국과학기술원 바이오매스로부터 유기산을 생산하는 방법
WO2011139711A2 (en) * 2010-04-26 2011-11-10 Terrabon, Inc. Anaerobic organisms in a process for converting biomass
US8373012B2 (en) 2010-05-07 2013-02-12 Gevo, Inc. Renewable jet fuel blendstock from isobutanol
KR101089488B1 (ko) 2010-07-14 2011-12-02 주식회사 엘지화학 올레핀으로부터 이소타입의 알데히드와 알콜의 병산 장치 및 이를 이용한 병산 방법
BR112013024328A2 (pt) 2011-03-24 2020-08-25 Butamax (Tm) Advanced Biofuels Llc. Células hospedeiras recombinantes, métodos para produzir isobutanol, composiçãofermentativa, métodos para produzir uma célula hospedeira recombinante, para reduzir oueliminar a conversão de isobutiraldeído, polipeptídeos, polinucleqtídeo, método paraconverter acetolactato, leveduras recombinantes, métodos para produzir butanol, paraaumentar a atividade e para aumentar a produtividade da enzima karl
TW201247596A (en) 2011-04-19 2012-12-01 Gevo Inc Variations on prins-like chemistry to produce 2,5-dimethylhexadiene from isobutanol
FR2976293B1 (fr) * 2011-06-10 2015-01-02 Arkema France Procede de synthese de composes hydrocarbones bi-fonctionnels a partir de biomasse
US8871051B2 (en) 2012-03-21 2014-10-28 Los Alamos National Security, Llc Process for decomposing lignin in biomass
AU2013266727A1 (en) 2012-05-11 2014-11-06 Butamax Advanced Biofuels Llc Ketol-acid reductoisomerase enzymes and methods of use
US9840724B2 (en) 2012-09-21 2017-12-12 Butamax Advanced Biofuels Llc Production of renewable hydrocarbon compositions
CA2886157A1 (en) 2012-09-26 2014-04-03 Butamax Advanced Biofuels Llc Polypeptides with ketol-acid reductoisomerase activity
US9914672B2 (en) 2012-10-19 2018-03-13 Lummus Technology Inc. Conversion of alcohols to distillate fuels
FR2997397B1 (fr) * 2012-10-29 2014-11-07 Arkema France Procede de synthese directe d'aldehydes insatures a partir de melanges d'alcools
KR101450089B1 (ko) 2012-12-20 2014-10-15 한국과학기술연구원 산-금속 복합촉매를 이용하여 벤질페닐에테르를 포함하는 바이오매스로부터 고탄소의 포화탄화수소를 생산하는 방법
US8889386B2 (en) 2013-04-11 2014-11-18 Hankyong Industry Academic Cooperation Center Method for producing bio-alcohol using nanoparticles
BR102013022434B8 (pt) * 2013-09-02 2022-06-21 Advel Tecnologia E Comercio Eireli Processo para fermentação microbiana de substratos açucarados
FR3019545B1 (fr) 2014-04-04 2016-03-11 Arkema France Procede de synthese directe de (meth)acroleine a partir d'ethers et/ou acetals
JP6263792B2 (ja) * 2014-05-15 2018-01-24 株式会社Ｉｈｉ環境エンジニアリング バイオマスを用いた液体燃料製造方法
MY180317A (en) * 2014-05-15 2020-11-28 Ihi Corp Plant processing system
DE102015002830B4 (de) 2015-03-05 2019-05-23 Hochschule Furtwangen Bioraffinerie-Verfahren
WO2016194727A1 (ja) * 2015-05-29 2016-12-08 横浜ゴム株式会社 老化防止剤の製造方法
WO2016210076A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Minn-Dak Farmers Cooperative Process for saponin enhanced autoloysis of yeast
US10239812B2 (en) 2017-04-27 2019-03-26 Sartec Corporation Systems and methods for synthesis of phenolics and ketones
US20200199519A1 (en) * 2017-07-31 2020-06-25 Synata Bio, Inc. System and method for concentrating suspended solids prior to removal
CN108244628A (zh) * 2018-01-18 2018-07-06 路传章 一种富含多肽-金属螯合物的营养液及其制备方法和应用
US10544381B2 (en) 2018-02-07 2020-01-28 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from a reaction mixture containing acidified soap stock, alcohol feedstock, and acid
US10696923B2 (en) 2018-02-07 2020-06-30 Sartec Corporation Methods and apparatus for producing alkyl esters from lipid feed stocks, alcohol feedstocks, and acids
WO2020057878A1 (en) 2018-09-17 2020-03-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Transfer hydroformylation for the production of oxygenates
KR102272012B1 (ko) * 2019-11-06 2021-07-01 세종대학교산학협력단 혐기성소화조의 중간생성물을 이용한 바이오알코올의 제조방법
JP7535378B2 (ja) * 2020-01-20 2024-08-16 出光興産株式会社 アルデヒド化合物の製造方法及び炭化水素化合物の製造方法
LT4141090T (lt) * 2021-08-31 2023-11-27 Swedish Biofuels Ab Variklių kuro gamybos iš etanolio būdas
GEAP202416468A (en) * 2021-08-31 2024-05-10 Swedish Biofuels Ab Method for producing motor fuel from ethanol
IT202200004013A1 (it) * 2022-03-03 2023-09-03 Milano Politecnico Processo autosostenibile a zero emissioni per produzione di chemicals da fonti organiche
US20240247195A1 (en) * 2023-01-20 2024-07-25 Uop Llc Process for converting olefins to jet fuel with stripping
US20250250214A1 (en) * 2024-02-07 2025-08-07 Braskem S.A. Method for dehydration of alcohol mixtures

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1725084A (en) * 1927-11-08 1929-08-20 Eastern Alcohol Corp Process of producing fusel oil by fermentation
US2272982A (en) * 1938-07-19 1942-02-10 Owen William Ludwell Process for increasing fermentative efficiency in ethanol production
US4066793A (en) * 1974-03-18 1978-01-03 Ajinomoto Co., Inc. Seasoning composition and preparation thereof
US4342831A (en) * 1979-07-02 1982-08-03 American Can Company Fermentable acid hydrolyzates and fermentation process
US4326032A (en) * 1979-08-20 1982-04-20 Grove Leslie H Process for the production of organic fuel
DE3303571C2 (de) * 1982-03-11 1984-07-26 Buckau-Walther AG, 4048 Grevenbroich Verfahren und Anlage zur Herstellung von Äthanol
US4571384A (en) * 1982-10-18 1986-02-18 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Oregon State University Methane production
ZA838867B (en) * 1982-12-01 1984-07-25 Thomas Anthony Carson Fermentation method and composition for use therein
JPS6317696A (ja) * 1986-07-08 1988-01-25 Shinenerugii Sogo Kaihatsu Kiko アルコ−ルの発酵方法
US5173429A (en) * 1990-11-09 1992-12-22 The Board Of Trustees Of The University Of Arkansas Clostridiumm ljungdahlii, an anaerobic ethanol and acetate producing microorganism
US5070016A (en) * 1991-03-28 1991-12-03 Revolution Fuels Of America, Inc. Integrated process for producing ethanol, methanol and butyl ethers
US6265619B1 (en) * 1996-01-17 2001-07-24 Exxon Chemical Patents Inc. Oxygenates and processes for their manufacture
US6130076A (en) * 1997-06-19 2000-10-10 University Of Florida Research Foundation, Inc. Ethanol production using a soy hydrolysate-based medium or a yeast autolysate-based medium
FI106955B (fi) * 1998-10-16 2001-05-15 Fortum Oil & Gas Oy Menetelmä iso-oktaanin valmistamiseksi isobuteenipitoisesta hiilivetysyötöstä
RU2145354C1 (ru) 1998-11-24 2000-02-10 Оренбургский государственный университет Способ подготовки зернового крахмалсодержащего сырья для спиртового брожения
US6740508B2 (en) * 1999-02-11 2004-05-25 Renessen Llc Fermentation-based products from corn and method
CN100575331C (zh) * 1999-03-11 2009-12-30 齐凯姆公司 一种生产乙醇的方法
AU1420600A (en) * 1999-09-06 2001-04-10 Agrofuel Ab Motor fuel for diesel engines
JP2002345395A (ja) * 2001-05-30 2002-12-03 Kumiko Ibaraki シュー生地用配合組成物

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0415619A (pt) 2006-12-12
KR101189818B1 (ko) 2012-10-10
SE0302800D0 (sv) 2003-10-24
EA200600827A1 (ru) 2006-10-27
BRPI0415619B1 (pt) 2014-01-28
CN100396779C (zh) 2008-06-25
SE0302800L (sv) 2005-04-25
ES2774700T3 (es) 2020-07-22
HRP20200323T1 (hr) 2020-06-12
JP5026082B2 (ja) 2012-09-12
US20150064763A1 (en) 2015-03-05
KR20060110868A (ko) 2006-10-25
MXPA06004340A (es) 2006-09-04
ZA200602864B (en) 2007-10-31
HK1096428A1 (zh) 2007-06-01
EA010923B1 (ru) 2008-12-30
AU2004284364B2 (en) 2009-11-12
EP1680509A1 (en) 2006-07-19
CN1871358A (zh) 2006-11-29
US20050112739A1 (en) 2005-05-26
PT1680509T (pt) 2020-03-06
LT1680509T (lt) 2020-03-25
SE526429C2 (sv) 2005-09-13
NO20062346L (no) 2006-07-24
SI1680509T1 (sl) 2020-04-30
HUE048539T2 (hu) 2020-07-28
NO341608B1 (no) 2017-12-11
CY1122714T1 (el) 2021-03-12
CU23839B1 (es) 2012-10-15
DK1680509T3 (da) 2020-03-02
IL174793A (en) 2010-11-30
JP2007533301A (ja) 2007-11-22
CA2541899C (en) 2012-12-11
CA2541899A1 (en) 2005-05-06
PL1680509T3 (pl) 2020-06-01
IL174793A0 (en) 2006-08-20
UA84299C2 (ru) 2008-10-10
EP1680509B1 (en) 2019-12-04
AU2004284364A1 (en) 2005-05-06
WO2005040392A1 (en) 2005-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RS20060281A (sr) Postupak za proizvodnju ugljovodonika i jedinjenja koja sadrže kiseonik, iz biomase
Hasheminejad et al. Upstream and downstream strategies to economize biodiesel production
Naik et al. Production of first and second generation biofuels: a comprehensive review
Elemike et al. Utilization of cellulosic cassava waste for bio-ethanol production
CN101688150A (zh) 生物柴油生产
US5710030A (en) Process for preparing fuels, fuel substitutes, and fuel supplements from renewable resources
US20160145660A1 (en) Production of microbial oils
Küüt et al. State of the art on the conventional processes for ethanol production
KR20100097543A (ko) 해조류를 이용한 바이오연료의 생산방법
Dinjus et al. Solutions for Transportation
CN101831358A (zh) 一种利用废油脂生产生物柴油的方法
HK1096428B (en) Method for producing hydrocarbons and oxygen-containing compounds, from biomass
CN101781587B (zh) 用动物油脂和鲜薯类制备生物柴油的方法
Caltzontzin-Rabell et al. Microalgae-based biofuels: Advances and challenges
Raj et al. Biobutanol: A Promising Liquid Biofuel
CN107034243A (zh) 脂肪酸短链酯的制备工艺
Ladero et al. Food Wastes for Value-Added Chemicals
Bansal et al. Potential Raw Materials and Production Technologies for Biorefineries
Ritika et al. Algal Butanol Production: Recent Developments
Rostek et al. Liquid biofuels of the first and second generation-the method of preparation and application
OA20790A (fr) Biocarburant à base des eaux de rejet issues de la transformation du tubercule de manioc.
CN119372265A (zh) 利用餐厨垃圾生产可持续航空燃料的方法
CN119061080A (zh) 一种木质纤维素原料分级发酵合成己酸的方法
Marx n-Butanol derived from biochemical and chemical
Strömberg et al. An Inventory and Comparison of Swedish Biobutanol Projects Relative Global Biobutanol production, Research and Development